微分磁导率他们按照磁流变体的Bingham模子形容

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更新时间:2019-05-13 17:02点击数:文字大小:

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  本科学生结业计划 磁流变式汽车减振器计划 系部名称: 专业班级: 学生姓名: 引导西宾: 职 称: 黑 龙 江 工 程 学 院 二○**年*月 The Graduation Design for Bachelors Degree Design of Magnetorheological Dampers Candidate: Specialty: Class: Supervisor: Heilongjiang Institute of Technology Date: 结业计划(论文)职责书 学生姓名 系部 专业、班级 引导西宾姓名 职称 从事 专业 是否外聘 □是■否 标题名称 磁流变式汽车减振器计划 一、计划(论文)宗旨、道理 判辨磁流变减振器的处事形式,贯串现有汽车液压筒式减振器的机闭和处事特性,对磁流变减振器举行机闭计划,对磁流变减振器的磁道举行计划。 二、计划(论文)实质、本领恳求(讨论举措) (一)闭键计划实质 磁流变减振器的磁道计划;减振器的机闭计划;对减振器的本能举行判辨。 (二)闭键本领目标、恳求 零场粘度低,正在雷同剪切投诚应力的条款下,使磁流变的阻尼器治疗边界更大;.正在外加磁场感化下,磁流变体的剪切投诚强度起码达30-50kpa;正在相当宽的温度边界(-40--100C)具有杰出的稳固性;磁流变响当令间短(毫秒级),使磁流变阻尼器能跟上左右体系的反响速率; 三、计划(论文)已毕后应提交的功劳 1、计划仿单一份,1.5万字以上; 2、磁流变减振器装置图一张、零件图若干张,折合三张A0图纸。对所计划的磁流变减振器举行本能仿真,判辨仿真结果,小论文一篇。 四、计划(论文)进度调整 1、举行文献检索查,查看闭连原料,对课题的根本实质有必定明白第周 2、发轫确定计划的总体计划,争论确定计划第-6周 3、提交计划底稿,举行争论,修定第周 4、精确计划液压体系,计划非标件,绘制减振器装置图及零件图。第周提交正式计划,西宾审核第1-14周依照审核观点举行修削第1周 7、清理总共资料,装订成册,绸缪答辩第1周 五、闭键参考原料 贺修民等,磁流变减振器的判辨与计划,第五届世界磁流变液及其操纵学术集会,2008.10 徐伟,汽车悬架阻尼立室讨论机减振器计划,农也配备与车辆工程,2009.6 李连进,磁流变阻尼器的参数优化与特色仿线 六、备注 引导西宾署名: 年 月 日 教研室主任署名: 年 月 日 结业计划(论文)开题告诉 计划(论文)标题: 磁流变式汽车减振器计划 院 系 名 称: 专 业 班 级: 学 生 姓 名: 导 师 姓 名: 开 题 时 间: 结业计划(论文)开题告诉 学生姓名 系部 专业、班级 引导西宾姓名 职称 从事 专业 是否外聘 □是√否 标题名称 磁流变式汽车减振器的计划 课题讨论选题和道理的根本实质拟治理的闭键题目参考文献 引导西宾观点: 署名: 年 月 日 摘要 磁流变阻尼器行为精良的半主动左右器件,已被平凡行使于各样局势的振动左右。为改良汽车的乘坐安适性和行驶安宁性,提出一种汽车磁流变半主动悬架的左右计谋。采用磁流变减振器的车辆半主动悬架体系,因为磁流变阻尼器机闭简略、能耗低、响应缓慢且阻尼可调,正正在成为新型车辆吊挂的发达目标,本文基于磁流变可控流体本构相闭的Bingham模子,对影响车用磁流变减振器的阻尼力的各样成分举行了归纳判辨。本文中先容车用阻尼器的操纵与讨论近况;磁流变液的构成及磁流变效应根本道理,判辨磁流变减振器的处事道理及其数学模子,贯串邦外里最新讨论功劳,综述用于汽车悬架的MR减振器的仿真模子、左右举措。磁流变液行为流变学特征可控的一种智能资料,操纵至极的平凡。 环节词:半主动悬架;磁流变效应;磁流变减振器;仿真模子;磁流变液this paper,based on Bingham model,the damping force of a MRF da- mper is analyzed.And all the factors that affect the damping force of an MRF damper are discussed.In addition the application and research status of automobile damper were intro- duce as well as the principle of magneto-rheological effect and the composition of the mag- neto-rheological fluid.Working principles and models of the automobile magneto-rheologi- acl damper was analyzed and the future focus was discussed after summaring the simulation models,control method and testing technology of automobile mageneto-rheologiacl damper of automobile suspensionAs a kind of controllable smart material,magneto-rheological fluid has gained the extensive attention. Key words: Semi-active suspension;Magneto-rheological effect;Magneto-rheological damper;Simulation model;Magneto-rheologica fluid 目 录 摘要 ? Abstract Π 第1章 绪论 1 1.1 概述 1 1.2 磁流变液的讨论 1 1.3 磁流变阻尼器讨论近况 2 1.4 讨论的闭键实质 3 第2章 磁流变阻尼器的力学模子 5 2.1磁流变液效应及流变机理 5 2.2 磁流变阻尼器处事形式 6 2.3 参数估计打算模子 7 2.4 本章小结 9 第3章 磁流变阻尼器的计划 11 3.1 磁道计划的影响成分 10 3.1.1密封件的选取 10 3.1.2 漏磁判辨 11 3.1.3磁性资料的选取 12 3.1.4退磁 13 3.1.5磁流变阻尼器的动态边界 13 3.1.6阻尼间隙的采纳对阻尼器本能的影响 13 3.1.7阻尼通道有用长度的采纳对阻尼器本能的影响 13 3.1.8磁道机闭的判辨 14 3.2磁流变减振器线磁流变减振器的机闭计划 15 3.3.1机闭计划简直定 15 3.3.2磁流变减振器机闭甜头 16 3.4磁流变减振器磁道的计划 16 3.4.1相闭参数的发轫确定 16 3.4.2已有参数简直定 17 3.5磁道闭连参数的估计打算 19 3.5.1 磁道的估计打算 19 3.6 处事缸的估计打算 21 3.7 本章小结 22 第4章 磁流变减振器基于Matlab的仿线减振器的阻尼力估计打算模子 24 4.2磁流变减振器的仿线 致 谢 33 附 录 34 附录A外文文献原文 34 附录B外文文献翻译 37 第1章 绪论 1.1 概述 汽车能手驶流程中,因为道面的不服整,导致感化于车轮上的笔直反力、纵向反力和侧向反力流动震撼,通过悬架转达到车身,从而发作振动和挫折。这些振动和挫折传到车架与车身时可以惹起汽车机件的早期损坏,传给乘员和货品时,将使乘员感觉极不惬心,货品也可以受毁伤,紧张影响车辆的平顺性和独霸稳固性以及车辆零部件的疲钝寿命。为了缓解挫折,正在汽车悬架中装有弹性元件,但弹性体系正在挫折时发作振动。继续的振动易使乘员感觉担心适和疲钝,因而汽车悬架中装有阻尼器。 古代被动悬架不行适宜庞杂的道道饱舞和一向蜕化的行驶工况,因而拓荒一种或许遵循道面情状和车辆运转形态的蜕化、及时治疗其特征,既能确保汽车的独霸稳固性,又能使汽车的乘坐安适性到达最佳的形态的智能悬架体系势正在必行。近年来,半主动左右悬架体系,或许大幅度升高车辆的乘坐安适性和独霸稳固性,格外适适用于车辆悬架体系的特性,使对它的讨论有了较大发达。 磁流变阻尼器行为半主动左右悬架的践诺元件,以磁流变液为介质,通过对输入电流的左右,使其对外加磁场强度发作厘革,进而可正在毫秒级使磁流变液的流变本能发作蜕化,告终流体和半固体之间的改制,从而或许供应可控阻尼力,其具有机闭简略、左右利便、相应缓慢、损耗功率小和输服从大等甜头。目前邦外里对双筒式磁流变阻尼器讨论实质较少,因而,对双筒式磁流变阻尼器的计划以至极需要。 1.2 磁流变液的讨论 所谓磁流变液(Magnetorheological Fluid, MFR),是一种正在外加磁场的感化下起粘性和塑性等流变特征发作快速蜕化的资料。其根本特色是正在外加磁场的感化下载毫秒的期间内或许急迅、可逆地从自正在活动的液态改制为半固体,而且涌现可控的投诚强度。 磁流变液闭键由三片面构成,他们分袂为软磁性颗粒、载液以及为了防卫磁性颗粒浸降而增加的正在总构成因素中所占比例很少的增加剂。 软磁性颗粒 软磁性颗粒闭键由铁钴合金、铁镍合金、羟基铁等常例的本能优异的颗粒,运用最众的磁性颗粒为羟基铁粉,由于它是工业化坐褥,产量大、价钱低贱,寻常成球状,直径尺寸为1-10微米,其具有如下特性: (1)高磁导率,这能够使颗粒正在较小的外磁场下,便可磁化成具有较大磁能的颗粒,从而发作较大的剪切投诚强度,以餍足磁流变液低能耗的本能目标; (2)低磁矫顽力,即具有杰出的退磁才能,根本上不存正在剩磁,这是磁流变液能够规复零磁场形态的恳求; (3)体积小、内聚力小; (4)具有高饱和磁化强度。 2)载液 可用作载液的液体有硅油、矿物油、合成油、水合乙二醇等,对载液的恳求是温度稳固性好、非易燃,且不会变成污染,其具有一下特色: (1)高沸点、低凝聚点,这能够确保磁流变液有较高的处事温度边界,正在处事流程中,使磁流变的物理、化学本能稳固; (2)高密度,缩小载液体与磁极化粒子的密度差治理磁流变液浸淀题目的最有用的举措; (3)低粘度,确保磁流变液具有零磁场粘度低的恳求,使磁流变器件具有更大的调剂边界; (4)化学稳固性好; (5)具备较高的击穿磁场; (6)无毒、无异味、价钱低廉。 1.3 磁流变阻尼器讨论近况 磁流变阻尼器因其具有机闭简略、左右利便、反响缓慢、损耗功率小、抗污染才能强和输服从大、阻尼力接连可调等甜头,正在汽车、板滞、土木修修等的振动规模获得了平凡的操纵和发达。目前,磁流变阻尼器已赢得了平凡地发达和操纵,其机闭款式的研发也层见迭出,遵循计划机闭浮现的期间按序,可分为常例磁流变阻尼器、矫正新型磁流变阻尼器以及全新型磁流变阻尼器。 常例磁流变阻尼器,即遵循磁流变阻尼器的处事形式而计划出,单级活塞线圈内置式磁流变阻尼器。重庆大学的廖昌荣、余淼等人是邦内最早讨论磁流变阻尼器的讨论职员,他们遵循磁流变体的Bingham模子描写,提出了同化处事形式的汽车磁流变减振器的计划道理,如图1.1活塞正在处事缸内作来去直线运动,诈骗线圈发作的磁场来左右磁流变液正在阻尼通道中的活动,对减振器的阻尼力告终左右。而且依照长安微型汽车的本领和磁流变液体的本能计划和修制了微型汽车磁流变减振器,并遵循长安微型汽车前悬架减振器的本领条款对此举行了实行测试。 图1.1 同化形式磁流变阻尼器处事道理 佛山大学汪修晓以及华南理工大学王世旺等人研制了一种自定心挤压式磁流变弹性阻尼器。以上几种磁流变阻尼器的计划都是正在磁流变阻尼器几种处事形式根蒂上研制出来的单级活塞,线圈内置换绕的磁流变阻尼器。 哈尔滨工业大学的涂奉臣、陈照波等人遵循工程上浮现的常例阻尼器正在高频振动是刚度硬化局面,使高频转达率增大而提出一种带有解耦机闭的新型磁流变阻尼器,其机闭上的改动并不大,只是将活塞与活塞杆分裂,然后诈骗解耦机构将活塞与活塞杆连结起来,其解耦机闭由两个限位挡板和两个螺旋弹簧构成。 南京林业大学的徐晓美等人提出了一种线圈绕于处事缸外的新型磁流变阻尼器。为了避免将饱舞线圈绕于处事缸外,磁流变阻尼器中大片面磁力线将平行于磁流变液的活动目标,而无法餍足磁流变液发作剪切投诚强度的局面,此机闭正在处事缸外填补了磁靴机闭,既裁减了漏磁,又指导磁道使磁力线笔直于磁流变液活动的目标。宁波大学的苏会强等人遵循磁流变液正在磁场感化下可举行固-液转换的特性,计划了一种反转式阻尼器。并修造了相应的阻尼器力矩模子。 1.4 讨论的闭键实质 本文闭键实质是对普及的汽车用减振器举行矫正,正在原有的双筒减振器的根蒂上填补上线圈和磁流变液,其闭键的机闭尺寸处事缸的外径和内径、活塞的直径等都没有发作蜕化,正在原有的这些数据的根蒂上加上了线圈和线圈活塞,对线圈的匝数,处事间隙的巨细,磁道的计划等方面举行了讨论和计划。正在查阅原料的根蒂上,选定了处事形式和阻尼器的力学模子。正在给定的处事恳求的情状下,对少许紧张的部件举行了校核,最终对计划的磁流变减振器举行了仿真优化。 闭键包罗对磁道的计划、机闭的计划和最终的仿真判辨。 磁道的计划 正在磁流变减振器的计划流程中,磁道的计划是一个很紧张的闭键,决计了磁流变减振器处事边界和恶果的巨细,正在磁道的计划流程中,还要注重对资料的选取,以避免磁阻和漏磁的过大,使减振器不行到达预期的低耗和处事边界宽的宗旨。选取相宜就算模子,就自己的现实开拔选取最优的款式,使得减振器正在处事流程中能到达计划的恳求。 机闭的计划 磁流变减振器是基于普及的双筒减振器厘革而来的,个中的外形机闭和活塞杆的尺寸都没有厘革,可依照某微型汽车的原始减振器的机闭参数举行计划,分歧点正在于,内部填补了线圈和围绕线圈的活塞,这些是须要计划和估计打算的,也是本论文计划的又一个核心,基于同化形式的磁流变减振器的根蒂上,正在活塞上开有若干个环槽来填补阻尼力,使减震器的阻尼力增大。 仿真 基于Bingham根蒂上行使Matlab举行仿真判辨,对最终的参数举行比对判辨,并得出仿线章 磁流变阻尼器的力学模子 2.1磁流变液效应及流变机理 20世纪40年代Rabinow初次创造磁流变局面。正在零磁场感化下,磁流变液显示为牛顿流体的特色,其剪切应力等于粘度与剪切率的乘积,正在外加磁场的感化下,磁流变液显示为宾汉姆流体的特色,其剪切应力由液体的粘滞力和投诚应力两片面构成,其流变特征的厘革显示为投诚应力随磁场强度的填补而贫乏填补,而液体的粘度稳固,当外加磁场到达某临界值时,磁流变液放手活动到达固化,当去掉外加磁场时,它又规复到历来的形态,其响当令间仅为几毫秒。磁流变液的这种随外加磁场强度蜕化而厘革流变特征的局面被称为磁流变效应。 磁流变效应是磁流变本领和磁流变液走向工程操纵的根蒂,它具有下列特征: (1)正在外加磁场的感化下,磁流变液的外观粘度发作蜕化的流程是接连的、无级的,但这一蜕化流程辱骂线)正在外加磁场的感化下,某磁场强度下,流体放手活动到达固化,当去掉外加磁场时,流体又规复到历来的形态,磁流变体的由液态转换成固态是可逆的,若这一转化流程是不成逆的话,他的工程操纵代价将会受到极大的影响。 (3)磁流变效应对杂质不敏锐。 (4)能够采用低压,大电流的信号来左右磁场强度的强弱,从而左右磁流变效应,这种左右是安宁且容易告终的。 (5)正在外加磁场的感化下,磁流变体发作磁流变效应的响当令间为毫秒级,这一特本能够餍足车辆悬架振动左右的恳求。 (6)磁流变效应所需的能耗较低,纵然发作液体与固体之间的转换也不会接收或者放出洪量的能量,这为磁流变液正在车辆工程中的操纵供应了利便。 (7)正在外加磁场的感化下磁流变液体的外观粘度发作的蜕化时可左右的,这一特征为人们供应了工程操纵的根蒂。 正在显微镜下调查能够创造,正在零磁场下,磁流变液的颗粒散漫是错杂的,而正在磁场感化下分散却是有顺序的,且沿磁场目标成链束状陈设,其感化道理如图2.1所示。 图2.1 磁流变颗粒零磁场下的感化道理图 这种颗粒正在磁场下成链的源由存正在许众的假说,但具有代外性的为场致偶极矩外面。该外面以为正在外加磁场的感化下,磁流变体的磁极化是发作磁流变效应的源由。而磁流变流体的变稠和发作抗剪投诚局面,也是因为磁场惹起的感化力酿成的。全豹磁流变效应的发作流程是:磁场感化下散漫颗粒发作磁极化,酿成偶极子局面,带有偶极矩的颗粒发作定向运动,颗粒正在磁力的感化下定向陈设,颗粒从无序随机形态到有序化、成链、成束或酿成某种机闭,对外涌现鲜明的外观粘度增大、凝聚以及剪切投诚应力,即磁流变效应。正在磁场感化下固体颗粒的磁极化是发作磁流变效应的闭键成分。 正在外加磁场感化下,颗粒发作上述所述的磁极化局面,于是定向转移酿成偶极子链。当外加磁场强度较弱时,链数目少、长度短、直径也较细,剪断它们所需外力也较小。跟着外加磁场强度的一向填补,取向与外加磁场成较大角度的磁畴总共消亡,留存的磁畴开端向外磁场目标挽救,磁流变液中链的数目填补,长度填补,直径变粗,磁流变液对所显示的剪切应力加强,再持续填补磁场,总共磁畴沿外加磁场目标齐整陈设,磁极化到达饱和,磁流变液的剪切应力也到达饱和。磁流变液的投诚应力值随外加磁场的填补而填补。但当到达某一饱和值时,借使再填补磁场强度,磁流变液的力学本质便会根本上不会厘革,即到达了饱和磁场下的动态投诚应力。 2.2 磁流变阻尼器处事形式 磁流变阻尼器是一种以磁流变液为介质的半主动左右阻尼器,通过对输入电流的左右,使其外加磁场强度发作蜕化,进而可正在毫秒级使磁流变液的流变本能发作蜕化,告终流体和半固体之间的改制,从而或许供应可控阻尼力的宗旨。当磁流变液流度日塞流过阻尼器上下两腔时,因为磁流变阻尼器活塞与处事缸之间的间隙很小,因而磁流变液流过的区域能够近似看似为流过一个无尽大的平行金属板,因为流体力学特征,可将磁流变阻尼器处事形式分为四品种型,他们分袂是阀式、剪切式、挤压式以及剪切阀式,如图2.2所示。 图2.2 磁流变阻尼器处事形式示贪图 (1)阀式(valved mode),磁流变液正在压力的感化卑鄙过固定不动的南北极板之间,外加磁场笔直穿过极板感化于磁流变液,从而使磁流变液的活动特征发作蜕化而发作阻尼力的蜕化。 (2)剪切式(shearing mode),磁流变液流过相对运动的南北极板之间,外加磁场笔直穿过极板感化于磁流变液,这种运动使磁流变液发作剪切力,从而使磁流变液的活动特征发作蜕化而发作阻尼力的蜕化,活动阻力的蜕化通过外加磁场左右。 (3)挤压式(squeezed mode),磁流变液正在上下运动极板的感化下向角落活动,极板转移反向与磁场目标雷同,磁场目标与磁流变液活动目标笔直,从而使磁流变液的活动特色发作蜕化而发作阻尼力的蜕化,活动阻尼力的蜕化通过外加磁场左右。 (4)剪切阀式(shearing-valve mode),也称同化式,磁流变液即像阀式那样正在压力感化下通过南北极板,又像剪切式那样受到南北极板相对运动时发作剪切感化,从而使磁流变液的活动特征发作蜕化而发作阻尼力的蜕化,活动阻尼力的蜕化通过外加磁场左右。 2.3 参数估计打算模子 剪切阀式磁流变阻尼器处事于剪切和活动的组合形式,具有机闭简略、磁道计划利便、服从大等优异特征,其处事道理为阻尼器内腔充满了磁流变液,活塞正在处事缸内作来去直线运动,活塞与缸体发作相对运动,挤压磁流变液迫使其流过缸体与活塞间的间隙,正在没有外加磁场感化下,磁流变液以牛顿流体作粘性活动,适合牛顿流体的本构相闭;当加上磁场后,磁流变液就会刹时由牛顿流体改制为粘塑体,粘度呈数目级地升高,流体的活动阻力填补,显示为具有必定投诚力的好似固体的本构相闭。此时磁场对磁流变液的感化可用Bingham本构相闭举行描写,如图2.3,其本构相闭方程为: 图2.3 Bingham模子 (2.1) 式中参数c蜕化边界2-3,本文c=2,因而剪切阀式磁流变阻尼器阻尼力为: 公式能够改为: (2.2) (2.3) (2.4) 从上式能够看出磁流变阻尼器的阻尼力由两片面构成,一片面由液体活动时液体粘性发作的粘滞阻尼力,而另一片面由磁流变效应发作的库伦阻尼力构成。当阻尼器几何尺寸确定后,假设磁流变液的粘度系数为常数,粘滞阻尼力只是活塞运动速率的函数,而库伦阻尼力只是磁流变液投诚应力的函数,投诚应力受磁场强度左右,因此能够以为库伦阻尼力只是励磁电流的函数。 2.4 本章小结 本章闭键论说了磁流变阻尼器的力学模子,讲明了磁流变阻尼器中磁流变液正在处事流程中的机理,先容了Bingham数学模子,扼要讲明了磁流变阻尼器的机构和处事道理。判辨了现有的几种处事形式,并最终选取了同化式的处事形式。论说了阻尼力的求导法则。 第3章 磁流变阻尼器的计划 磁流变阻尼器是一种以磁流变液为介质的半主动左右阻尼器,其具有机闭简略、左右利便、反响缓慢、损耗功率小、抗污染才能强和输服从大等甜头。本文对基于剪切阀处事形式的双筒式磁流变阻尼器举行计划。 磁流变阻尼器计划该当餍足以下计划准绳:外加笔直于磁流变液活动目标的磁场对发作磁流变效应的功劳应最大,而平行于磁流变液活动目标的磁场则对发作磁流变效应的功劳最小。正在采用剪切形式、活动形式和挤压形式的阻尼器式,磁力线的目标必需笔直于阻尼通道内磁流变液的活动目标,才干发作磁流变效应,如此阻尼器才干发作所需的阻尼力。故正在计划磁流变阻尼器使,应使阻尼通道中的磁流变液的活动目标笔直于磁场目标,以便充沛诈骗磁流变效应来厘革阻尼器的阻尼力。因为汽车悬架阻尼器的行程较大,且正在机闭尺寸和机闭强度上有厉苛的恳求,诈骗磁流变液来拓荒汽车磁流变阻尼器不行踩用挤压形式,而只可采用活动形式、同化形式。本文采用的是同化形式。因为磁芯中磁感到强度和磁场强度的相闭辱骂线性的,因此,磁道中磁通和磁势的相闭也辱骂线性的。当磁芯受到交变的磁饱舞时,磁芯处于一再磁化流程中,磁芯中会发作功率失掉。其它,磁道的磁通与磁势的相闭除了餍足磁道的克希霍夫定律外,还要餍足电磁感到定律。通过电流将导致涡流的发作,涡流的浮现使磁芯中磁通与线圈中电流的波形发作蜕化。同时,咱们还要谨慎正在阻尼器的操纵阶段存正在少许题目须要进一步讨论:(1)稳固题目,个中包罗磁流变流体的稳固性以及阻尼器本能的稳固性;(2)还原题目;(3)偏差题目,包罗阻尼力、磁道磁场强度的估计打算值和现实值的偏差;(4)赔偿题目,包罗磁流变液流体的渗漏赔偿以及左右体系的变量赔偿;(5)运用寿命题目,包罗磁流变液、磁门道圈、密封体系的运用寿命;(6)文维修题目,闭键是维修爱护的利便性。 3.1 磁道计划的影响成分 磁流变阻尼器的本能闭键决计于其几何尺寸、磁道以及磁流变液的本能等。正在给定磁流变液本能参数的情状下,计划一个优异的阻尼器的环节正在于阻尼器的构制计划和磁道计划。另外,还包罗防尘、漏液、隔磁、密封、散热以及连结等反目的切磋。正在计划时要切磋以下几个成分:磁性资料的选取、漏磁的判辨、退磁和线)密封件的感化和道理 正在减振器计划中,密封装配用来防卫磁流变液的败露以及外界尘土和异物的侵入。磁流变液外漏不只会变成滥用,污染板滞和处事处境,以至会惹起板滞操作失灵及摆设和人身事情。若导线与磁流变液直接接触,可以发作漏磁,导致导线发烧,影响磁流变液的本能。侵入减振器中的眇小尘土微粒,会惹起加剧液压元件的磨损和摩擦,增大阻尼力,减小减振器的效力,而且尚有可以进一步导致败露。因而,密封件是减振器的一个紧张的构成片面。它的处事牢靠性和运用寿命,是量度液压体系优劣的一个紧张圭臬。 (2)密封的分类 被密封的部位正在两个须要密封的巧合面之间,一样遵循这些巧合面正在板滞运转时有无相对运动,可把密封分为动密封和静密封两类。 (3)密封款式的选取 计划或选取密封件以及装配的根本恳求是: 密封件持久正在流体介质中处事,必需确保其资料物理本能的稳固。 2)正在处事压力下,应具有杰出的密封本能,并跟着压力的填补 能主动升高其密封本能,即败露正在高压下没有鲜明的填补。 3)动密封装配的动摩擦阻力要小,摩擦系数要稳固,不行浮现运动偶件卡住或运动不匀称等局面。 4)磨损小,运用寿命长。 5)缔制简略,拆卸利便,本钱低廉。 密封件的选取举措,起首遵循密封摆设的运用条款和恳求,比方负载情状、处事压力以及速率巨细和蜕化情状、运用处境以及对密封本能的全部恳求等,准确选取与之相立室的密封件机闭款式。然后再遵循所用处事介质的品种和运用温度,合理选取密封件资料。正在运用或计划时,应尽可以依照邦度圭臬。 从装置图上能够看出,该减振器须要众出密封。因为减振器中活塞和缸体有相对运动,是以本机闭采用Vd形橡胶密封圈,其闭键资料为氟橡胶(SN),XAI7453,处事介质为油、水、氛围,轴速小于等于19m/s摆设,起端面密封和防尘的感化。 3.1.2 漏磁判辨 正在总共的磁道中都存正在着漏磁,这是应为正在磁道的现实两点间若有任一磁位差,就有磁通存正在。漏磁与磁道的几何式样相闭,磁道中各段均有漏磁存正在。磁道中的漏磁有三种款式: 处事间隙端面漏磁,正在处事间隙邻近成圆弧状,处事间隙越长,这种漏磁就愈大。能够以为,这种漏磁与处事间隙长度成比例填补,况且还受间隙端面的式样及相对名望等成分影响。 磁体外外漏磁,一样磁体越长,这种漏磁就越大。 轭铁间的漏磁,这种漏磁与磁体正在磁道中的名望相闭。磁体相对名望分歧,漏磁不同也很大。磁铁越逼近处事间隙,漏磁就越小。其它,正在闲隙处,磁力线会往外膨胀,因此取闲隙的横截面积时,该当取大少许。而且正在以往的讨论中获得漏磁磁导正在很大水平上决计于磁体侧面外外积,外外积越大漏磁越大。是以,正在现实处事间隙内的磁场要小于估计打算值。正在磁道计划时,合理地缩弱点事间隙的隔绝,裁减贯串面,改良贯串情状都有利于裁减磁道中的漏磁。同时,为了裁减磁铁外外的漏磁,咱们正在磁道外可加上铜环或铜圈以此来举行磁屏障。 为了裁减漏磁,计划是须要谨慎以下几点: 由于活塞杆不正在磁回道中,是以最好选用不导磁资料或导磁资料对比低的资料。 导磁回道中,导磁体的接连处尽量慎密接触,免得正在连结处因存正在裂缝而发作较大磁阻,影响恶果。 正在全豹磁道中,尽量使各导磁体的磁阻大致雷同,使得全豹磁道平衡立室,从而防卫片面地段较早的磁饱和。正在磁道计划中,对付磁道中漏磁的治理,本章采用漏磁系数的观点来计划磁道。即正在切磋漏磁的情状下,线圈发作的磁通量就不等于处事间隙中的磁通量,正在估计打算中引入漏磁系数。 3.1.3磁性资料的选取 磁性元件闭键指缸筒、磁轭、磁芯和活塞杆。正在小看漏磁的情状下,围绕正在导磁环上的励磁线圈发作的磁场经历磁轭、间隙、缸筒、最终回到磁芯酿成闭合回道。阻尼通道的槽太宽滞留的磁流变液众,阻力大,治疗边界大。缸体计划要切磋壁厚,避免经由缸体的磁通对比早的进入饱和。 寻常电磁道的磁芯选用软磁体,其特性正在于软磁体有高的磁感到强度,易退磁,磁滞回线围困面积小,大的磁导率和很小的矫顽力。软磁资料是磁力线的通道,运用软磁资料能够裁减磁阻,正在需要的控件修造匀称强度磁场。磁芯资料的品种较众,闭键有电工纯铁、硅钢、铁镍合金、铁铝合金、铁钴合金等。正在选取资料时一样恳求磁芯资料磁导率高,由于当线圈匝数必定时,通以不大的电流,就能发作很大的磁场。寻常来讲软磁资料的磁导率都对比高。为了减小由交变电惹起的交变磁场,不使磁导体中发作涡流失掉,故选取给阻尼器直流电。退磁,对付磁道的有用能很紧张,由于当初始断电时,借使仍存正在磁场,那势必会对振动左右的有用性发作影响。是以咱们选取的软磁资料必需有较小的剩磁,较小的矫顽力以及较小磁滞回线围困的面积。由此能够看出软磁资料中具有扁平磁滞回线的这一列资料对比适合恳求。贯串以上的判辨最终磁芯资料选取铁镍合金。 3.1.4退磁 这里所说的退磁和磁芯资料选取中的退磁有区别。这个退磁是指,借使给定的空间及处事间隙很小,正在这些很小的间隙中带上少许外来的强磁性微粒,则强磁性微粒就会捣蛋间隙中应有的磁场巨细或磁场分散形态乃至于使磁体系不行寻常处事。正在这种情状下,为了确保磁体系寻常处事,必需拔除外来的强磁性微粒或防止强磁性微粒的吸附,这就必需全部退磁。所谓退磁即是用必定的举措使试样处于磁中性形态。退磁的举措有:静态和动态退磁法。 3.1.5磁流变阻尼器的动态边界 磁流变阻尼器的动态边界是量度磁流变阻尼器本能的紧张目标。粘滞阻尼力处事流程中根本连结稳固,而又磁流变效应发作的剪切阻尼力随外加磁场的巨细而分歧,因而全豹阻尼力蜕化幅度界说为磁流变阻尼器的动态边界D,其外达式为3-1 式中为摩擦惹起的阻尼力。由上式能够看出,当机闭设按时,和为常量,越大,D越大,阻尼功效越好。 3.1.6阻尼间隙的采纳对阻尼器本能的影响 阻尼间隙尺寸的采纳直接影响着磁流变阻尼器的阻尼特征。阻尼间隙h与磁流变阻尼器的阻尼力F成反比。通过小心判辨对比可知,一方面,库伦阻尼力与阻尼间隙h成反比,正在计划中,恳求尽可以填补可控阻尼力(即库伦阻尼力)的巨细以加强可控功效,是以,要得到大的可控阻尼力,正在计划时,须要减小h的取值,另一方面,粘滞阻尼力与阻尼间隙h的三次方成反比,跟着间隙的减小,粘滞阻尼力和急迅填补,动态边界会缓慢减小。遵循计划恳求,正在计划流程中,应尽可以填补磁流变阻尼器的动态边界以升高阻尼器的可控才能,因而,正在计划时应合意的采纳阻尼间隙的巨细,寻常相宜的间隙边界为0.5-2mm。 3.1.7阻尼通道有用长度的采纳对阻尼器本能的影响 活塞阻尼通道有用长度L的填补,导致了更众的磁流变液发作磁流变效应,磁流变阻尼力增大。然则因为分歧车型底盘对悬架阻尼器的安放空间有限,有用长度填补势必会导致活塞的长度填补,如此会使阻尼器处事的有用行程受到影响。因而,为了得到较大阻尼力,正在机闭尺寸承诺的条件下,应尽可以的填补阻尼通道的有用长度。 3.1.8磁道机闭的判辨 因为磁流变阻尼器与普及阻尼器就够上的分歧,为了到达阻尼力可控,其活塞上缠有线圈,就涉及到线圈引入题目,因而,采用活塞杆内设引线孔德举措。因为引线长度很长况且引线孔直径很小,已有的加工器械正在强度和长度上都无法告终该活塞杆机闭,况且引线孔的感化只是餍足导线引出,因而,活塞杆采用电火花打孔的举措,对孔的一心度及光洁度恳求不必太高。 磁流变阻尼器活塞上的线圈正在围绕流程中,闭键会碰到两个题目,一是漆包线正在围绕终止后须要从活塞杆引线孔中再引出的举措题目;二是正在引线流程中,活塞杆内引线通道对比粗拙,因为漆包线划伤浮现的短道题目。对付前者,若采用单线引入引出,还会是引线通道收支口加大,况且加大密封的难度;对付后者,若采用带有绝缘套的导线,会正在计划时填补磁流变阻尼器活塞围绕线圈处得尺寸,进而影响活塞正在阻尼器内有限空间的安放。因而,正在计划时,正在引线通道口处工致治理的根蒂上,采用双线引入的举措,而且将活塞杆引线孔内的漆包线用热线管治理,避免正在穿线时划伤受损,而且一根线为围绕对象,围绕后两线焊接的举措,治理了漆包线划伤和密封难度加大题目。 3.2磁流变减振器线圈的计划 线圈参数能够分两类:处事参数和计划参数。所谓处事参数,即是线圈的处事电压、频率以及处事制等;所谓计划参数,则是指线圈的匝数、线径、电阻以及机闭尺寸等。处事参数决计于电磁铁的处事条款。正在计划流程中咱们要遵循处事参数来确定计划参数,全部的举措如下: 正在必定的处事参数下,线圈必需餍足下列三方面的恳求,起首或许发作规则的磁势,其次正在规则的处事制下,线圈的温度不会越过它的许用值,最终线圈的尺寸该当或许同磁芯的尺寸相配合。 遵循以上的源由,线圈估计打算寻常包罗三个方面的实质,尺寸计划、电估计打算、和热估计打算。尺寸计划是决计线圈的外形尺寸,包罗外径和内径等,线圈的内部尺寸和线圈参数以及线圈所占面积等。电估计打算是确定线圈的电阻、激磁电流和线圈的能量损耗。热估计打算是确定线圈的温升。电器中的金属资料和绝缘资料正在温度越过必定边界后,其板滞强度会降低,绝缘强度也会受到损坏。电器处事温渡过高,会使其运用寿命消浸,以至遭到捣蛋。电器的损坏以及处事不寻常会给全豹被控体系带来紧张结果,所变成的经济失掉比电器自己的代价往往要高的众。个中热估计打算通常用来对线圈计划举行校核。热估计打算采用牛顿公式,此公式一样运用于气体和液体介质中的发烧体温升的校核。 线圈中导线的选取: 导线的选取闭键切磋它所能秉承的最大电流,避免温渡过高。电流安宁密度为5-8A/mm。 切磋环形导磁资料的公称直径和断面直径,以便估计打算所能围绕的线圈匝数。 切磋活塞中安方线圈的空间巨细,不行由于围绕后太粗而导致安置贫穷。 要切磋导线的磨损题目。因为活塞拼装流程中,线圈与导磁环相对运动,因而必需确保导线不行由于磨损而漏磁以至短道。 归纳切磋以上成分,选取型号为QQ-1缩醛漆包铜线.其甜头是:抗挫折本能好,耐刮本能优,耐水解性好。 3.3磁流变减振器的机闭计划 3.3.1机闭计划简直定 通过对以上成分的判辨,本计划选取同化处事形式的双筒式磁流变减振器。双筒式磁流变阻尼器处事道理图,如图3-1所示,其与古代液压双筒式阻尼器处事道理肖似,当活塞3正在处事缸5内上下运动时,跟着磁流变液正在处事缸5上下腔之间或处事缸5与贮液筒4之间的来去运动,活塞3与处事缸5裂缝及压缩阀7分袂发作光复阻力和压缩阻力,而赔偿阀6则确保磁流变液正在处事缸5与贮液筒4之间来回活动,确保磁流变液永远充满处事缸5.通过对磁流变阻尼器活塞上线通入电流的蜕化,厘革活塞与处事缸间隙处磁场强度,正在外加磁场的感化下,磁流变液中随机分散的磁极化粒子沿磁场目标运动,磁化运动使粒子首尾相连,酿成链状或网状机闭,如图3.1所示。从而使磁流变液的活动特征发作蜕化,进而使阻尼器阻尼通道两头的压力差发作蜕化,使光复阻尼力加以厘革。如此磁流变阻尼器便将车辆振动的板滞能改制为热能,经贮液筒与冷氛围的热换取及热辐射,将热能耗散到大气中去。 1.活塞杆 2.线 双筒式磁流变阻尼器处事道理图 3.3.2磁流变减振器机闭甜头 起首,减振器的活塞上开有若干个矩形齿状环槽。正在外加磁场的感化下,当磁流变液流经环形通道时,因为环形槽的拦阻感化,减振器的阻尼力随磁流变液粘度的蜕化会发作较大的蜕化。 其次,导线由中空的活塞杆引出,而且正在减振器内部,使得导线与磁流变液阔别,有杰出的磁效应。而且正在运动流程中活塞内部的线圈相对付活塞静止,消浸了导线磨损的可以性,运用愈加安宁。 第三,双出杆机闭有杰出的定位功效,确保同轴度,能有用消浸运动流程中活塞与端盖之间的磨损和防卫卡死局面的发作。 最终,所计划的减振器机闭是正在古代的减振器根蒂上计划的,有必定的运用代价,且已维修和调动,实行流程中便于找到相宜的减振器。 3.4磁流变减振器磁道的计划 遵循对影响磁流变减振器磁功效的判辨,可逐渐确定磁道的大致机闭,以及估计打算的举措。如下是对磁道中各个参数举行的计划和选取,个中热估计打算通常是用来对线相闭参数的发轫确定 (1)处事间隙:跟着间隙的填补,磁流变阻尼器的阻尼力明显降低,若使磁流变液从液态形成半固态。则必需使其处于磁场强度为几十至几百千安/米的磁场中,因为活塞中线圈发作的磁场,正在缸体与活塞的间隙中,越远离线圈,磁场的强度降低的越速,因而正在现实计划减振器时正在其它参数稳固的情状下,尽量选取较小的值。然则,处事间隙过小,经前面处事间隙对阻尼器的影响平分析,处事间隙还不行过小,正在古代的计划中,常取磁流变阻尼器的阻尼间隙值正在0.5~2.0mm被选取。线圈与外壳间的间隙的漏磁是阻尼器最闭键的漏磁区域,因此正在举行机闭计划时,咱们该当尽量裁减此间隙的漏磁,也即是说减小线圈与外壳间的间隙,但借使碰到磁流变液外观粘度大,为防卫停滞,影响阻尼器的寻常处事,正在尺寸计划时,线圈与外壳间的间隙为处事间隙叫上0.2mm,设定线)处事间隙有用长度:处事间隙有用长度正在后面的估计打算中算出,该量也是紧张的参数值,影响磁流变阻尼器处事的功效。 (3)漏磁系数、磁阻系数f:漏磁系数简直定是对比庞杂的,因为磁道尺寸机闭和磁轭式样的分歧,漏磁系数的边界也很大。下限为2.0.上限正在外面上可到达无尽大,遵循体会,初定为2.48.磁阻系数f与磁轭的是非、接触面积的众少、贯串情状以及处事间隙的巨细相闭。寻常地说,磁阻系数f正在1.1~1.5的边界内,初定f为1.2。 (4)资料的相对磁导率:遵循所运用的磁流变液其相对磁导率=8;处事缸的选取要切磋资料的机闭强度、缔制本钱以及漏磁功效,先选定为45号钢,其相对磁导率为=2;磁芯的选取为软磁铁,寻常选取工业纯铁,现选用磁芯为铁镍合金,确定处事点后得=50000,磁轭资料选定为软磁资料,先选用硅钢,=7000,磁流变液对磁轭、处事缸都有冲洗感化,必需对其处事外外举行外外治理,对磁轭、处事缸资料的处事外外举行热喷涂治理,所喷涂的资料应耐冲洗和具有较高的磁导率。 (5)其它遵循计划恳求发轫确定的参数,遵循最终汽车悬架半主动左右所须要的阻尼力的巨细,咱们确定处事间隙所需的磁通密度=0.65T,磁场强度=1.5A/cm。先发轫确定磁芯的磁通密度=0.75T、磁场强度=1A/cm。 (6)线圈参数简直定,采用并列式绕法。切磋到线圈被浸正在磁流变液中,故设定线;线圈填充系数是导体资料所占空间的截面积与线圈窗口的截面积之比,但现实上线圈填充系数是很难确定的,由于它和绕组的围绕式样等成分相闭,取=0.63,线.1为某微型汽车前减振器压缩及光复阻尼力,因而磁流变减振器的阻尼力边界也应餍足此汽车对减振器的恳求。为了利便磁流变减振器的实车实行,本文计划的磁流变减振器外形尺寸和原阻尼器雷同。 因为保存了少许原减振器的资料和尺寸。如图3.1所示确定的参数为处事缸的内径=2=40mm,处事缸外径=2=44mm,处事缸的资料为45号钢,活塞杆直径=2=28mm,活塞杆资料为45号钢。须要确定的参数有:线圈的匝数、活塞的直径。 外3.1为某微型汽车前减振器压缩阻尼力和光复阻尼力,因而磁流变减振器的阻尼力可调边界也该当餍足此微型汽车对阻尼力的恳求。为了利便磁流变减振器的实车实行,本文所计划的磁流变减振器外形尺寸与原阻尼器雷同。 图3.1磁流变减振器的机闭模子 外3.1 原有减振器恳求 速速() 某微型汽车前减振器 —— 光复阻力(N) 压缩阻力(N) 0.05 245 175 0.1 520 245 0.3 920140 39080 现正在估计打算阻尼力如下:将已确定的尺寸,处事间隙h=0.6mm,处事缸内径=40mm,活塞外径=38.8mm,活塞杆直径=28,=30-50KPa,及速率正在0.05、0.1、0.3代入公式3.1中 (3.1) (3.2) (3.3) (3.4) 式中为磁流变液的外观粘度,值为0.27Pa。 经估计打算的外3.3所示,磁流变减振器的外面阻尼力值。 外3.3 磁流变减振器的外面阻尼力 速率() 磁流变减振器阻尼力 0.05 2183.2 0.1 2258.45 0.3 2559.35 3.5磁道闭连参数的估计打算 3.5.1 磁道的估计打算 (1)确定磁芯面积 磁芯长度 确定处事间隙磁通=0.65T; 处事间隙磁场强度=1.5A/cm; 磁芯磁通密度=0.75T; 磁芯磁场强度=1.0A/cm; 磁势失掉系数f=1.2; 处事间隙=0.6mm; 漏磁系数=2.48; 阻尼通道长度=11mm; ==74.23 (3.5) = (3.6) =f (3.7) =159.55 =18mm (2)估计打算各片面磁阻 间隙磁阻 ===3209262.592 (3.8) 磁芯磁阻 ===1470.65 (3.9) 磁轭磁阻 ===459 (3.10) 缸筒磁阻 ==437628.263 总磁阻 =1.08 (3.11) (3)估计打算线圈匝数 磁芯片面的磁通=0.12wb 设定通电电流为I=0.4A =80匝 (4)线圈的发烧温度校核 计划公式采用的是实用于气体和液体的牛顿公式, (3.12) 为线圈的温升,I为电流,为铜制漆包线的磁导率,为漆包线的直径,为线 因为发烧温度远远小于80,则计划是及格的。 3.6 处事缸的估计打算 (1)处事缸壁厚 (3.13) (3.14) (3.15) 式中: :为缸筒外径公差余量,m :腐化余量,m D:缸筒内径,m :缸筒资料的抗拉强度,MPa n:安宁系数,一样取5 =2mm (2)处事缸壁厚的验算 额定处事压力低于必定极限值,以确保安宁: MPa (3.16) 求得 44.73MPa 因为额定处事压力=20MPa,是以餍足恳求; 同时额定处事压力也应与全部塑性变形压力有必定的比例边界,以避免塑性变形的发作: :缸筒发作全部塑性变形的压力,MPa (3.17) 求得: =106.42MPa 因为额定处事压力 是以餍足恳求; (3)处事缸长度须要遵循活塞行程,活塞杆长度,及完全装置时确定 活塞行程S发轫确按时,闭键按现实处事须要的长度来切磋,但这一行程并不必定是液压缸的稳固性所承诺的行程。 S= (3.18) E:资料的弹性模量。钢材的E=2.1N/ I:活塞杆横截面的惯性矩,单元 I=0.049 d:活塞杆直径 :活塞杆弯曲失稳固临界压缩力 求得:S=160mm (4)活塞杆的强度估计打算 活塞杆正在稳固工况下,只受轴向推力或拉力,能够近似地运用直杆受拉压载荷的简略强度估计打算公式举行估计打算: (3.19) F:活塞杆的感化力,N F=213-1262N :资料的许用应力,对45号钢,=50MPa 因为 是以餍足恳求; 3.7 本章小结 本章对所计划的磁流变减振器举行了闭键片面的估计打算,给出了阻尼力的估计打算公式,通过外面估计打算确定了磁流变减振器的机闭参数,争论了阻尼通道长度和间隙、电流强度对阻尼力的影响。讨论讲明,合理计划阻尼通道长度,选取相宜的间隙,对升高减振器的阻尼力和可调边界很紧张。 第4章 磁流变减振器基于Matlab的仿真判辨 基于磁流变减振器正在汽车悬架减振体系半主动左右中的平凡操纵,遵循磁流变液的特性和磁流变减振器阻尼力与机闭参数的相闭,计划了新型的磁流变减振器,并对影响磁流变减振器本能的参数举行了仿真。仿真讲明,该磁流变减振器计划估计打算是一种能优化阻尼力的有用算法。 4.1减振器的阻尼力估计打算模子 本文选用剪切阀式磁流变阻尼器处事形式举行机闭计划,正在机闭计划前,必需精确该处事形式磁流变液的流变方程,继而推导出磁流变阻尼力的估计打算模子,这是机闭计划流程中的依照所正在。基于剪切阀式磁流变阻尼器的阻尼通道的宽度广大于其阻尼间隙,因此可简化成磁流变液正在两相对运动平板之间的运动。为了简化判辨,处事于剪切阀式的磁流变阻尼力能够算作是正在阀式处事形式下的阻尼力和剪切处事形式下阻尼力的叠加。 正在外加磁场感化下,磁流变液显示Bingham流体,其磁流变液正在平板的活动和速率分散如图4.1所示,其本构相闭可用下列方程描写: (4.1) (4.2) 图4.1 磁流变液正在平板中的活动和速率分散 正在阀式处事形式下磁流变液的速率分散如图4.1所示。假设磁流变液的体积流速Q正在x目标上一维活动,正在y目标上不活动。设两平板之间的间隙为h,长度为L,宽度为b,由流体力学可得下列微分方程: (4.3) 式中u、v分袂是磁流变液正在x、y目标上的活动速率;是磁流变液正在x目标的压力梯度,为了简化将压力梯度是为x目标线性蜕化=,l是阻尼通道的长度;是阻尼通道两头的压力差;是磁流变液的密度;t是期间变量;因为活动速率低,可不计惯性效应,;令沿x的剪切应力,因为磁流变活动的接连性,沿x目标的速率稳固即则方程(4.3)简化为: (4.4) 对其积分可得: (4.5) D是待定的积分常数。 由公式(4.4)可知,磁流变液受到的剪切应力沿平板间隙是按线性分散的,靠板的磁流变液受到的剪切力最大,而中心对称面上的磁流变液受到的剪切应力最小,遵循极板两头压差发作的剪切应力与极板邻近磁流变液的临界剪切投诚应力对比,今朝者小于后者磁流变液静止不动;今朝者大于后者将发作如图4.1所示的流体形态,即靠板处得磁流变液活动;而中心对称区间的磁流变液不活动。可将此时的磁流变液的活动分为投诚活动,刚性活动,投诚活动三个区域。 区域(:投诚活动 剪切应变率,由公式(4.1)可得: (4.6) 将公式(4.6)代入公式(4.5)中,并谨慎u(0)=0,求解微分方程如下: (4.7) (4.8) (4.9) 区域(:刚性活动,剪切应变率,同理可得: (4.10) 区域(:投诚活动,剪切应变率 (4.11) 将公式(4.11)代入公式(4.5),已知u(h)=0,,求解微分方程得: (4.12) (4.13) 由公式和(4.8)公式(4.13)相减可得刚性活动区得厚度为 (4.14) 因为存正在,由公式(4.9)和公式(4.13)可得 (4.15) (4.16) 由公式(4.14)和公式(4.16)可得: ; (4.17) 流经平板间隙的磁流变液的体积流量Q可有下列获得: (4.18) 代入化简可得 (4.19) 经进一步化简可得压差近似公式: (4.20) 切磋到阻尼器的现实阻尼通道为环形通道,活动形式下的阻尼力能够默示为: (4.21) 式中为活塞受压的有用面积。 正在转移平板的影响下,磁流变液发作投诚活动,剪切形式下磁流变液的速率分散如图4.2所示。剪切应变率,则由公式(4.1),剪切应力可默示为: (4.22) 借使磁流变液的速率是沿y目标分散如图4.2所示,即 图4.2 剪切形式下磁流变液的速率分散 剪切形式下的阻尼力: (4.23) 同化处事形式的阻尼力可视为活动形式、剪切形式两种处事形式下的阻尼力的叠加。即,因为符号的正负只响应活塞运动的目标,因而,清理上式得: (4.24) 式中参数c蜕化边界2-3,本文c=2,因而剪切阀式磁流变阻尼器阻尼力为: (4.25) 公式能够改为: (4.26) (4.27) (4.28) 式中粘滞阻尼力系数:;库伦阻尼力:;为磁流变阻尼器活塞运动速率;sgn为符号函数 从上式能够看出磁流变阻尼器的阻尼力由两片面构成,一片面由液体活动时液体粘性发作的粘滞阻尼力,而另一片面由磁流变效应发作的库伦阻尼力构成。 4.2磁流变减振器的仿真判辨 磁流变减振器的数学模子采用公式,修造磁流变减振器的仿线 仿真模子 可绘制正在分歧的间隙和分歧的速率下,阻尼力的蜕化相闭,外4.1即是磁流变减振器正在分歧裂缝和分歧速率下的阻尼力巨细。 外4.1 磁流变减振器的阻尼力随裂缝和速率的蜕化相闭 裂缝mm 速率 0.4 0.5 0.7 0.9 1 0.5 2709.8 2860.25 3161.15 3462.05 3612.5 0.8 1455.12 1491.9 1565.46 1639.02 1675.8 1.0 983.4 1002.25 1039.95 1077.65 1096.5 1.5 810.48 816.1 827.34 838.58 844.2 2.0 597.56 599.95 604.73 609.51 611.9 由上外中能够看出,随之裂缝的填补,正在必定的速率下,阻尼力是随之裂缝的填补而减小的,正在必定的裂缝巨细的情状下,跟着速的填补,阻尼力是增大的,这与汽车现实的行驶情状是同等的。 4.3本章小结 本章是对磁流变阻尼器的仿真,正在仿真的流程中,起首要修造磁流变减振器的数学模子,由于惟有修造了磁流变减振器的数学模子,才干为下一步的修造仿真打下根蒂。仿真行使的软件为Matlsb软件,正在修造了模块后,输入分歧频率和电流来找到最大的阻尼力。并判辨了影响减振器阻尼力巨细的速率和电流的成分。得出了减振器的阻尼力与电流和频率的相闭。 结 论 磁流变减振器以及闭连实质的讨论,现正在越来越受到体贴。因为磁流变减振器能正在很大的边界内治疗阻尼力,况且反当令间短、耗能低、体积小,机闭简略,正成为摩登减振器发达的趋向。 本文对同化剪切形式的磁流变减振器举行了讨论,因为同化形式分身阀式和剪切式的甜头,是以已成为磁流变减振器计划模子的目标。正在计划的流程中,选取了对比简略的Bingham模子,这种阻尼力估计打算模子对比简略,其适用性强。正在计划的流程中,争论了影响减振器处事本能的成分,各样成分对减振器阻尼力是煽动感化照旧拦阻感化。正在讨论了影响减振器的成分后,选取了各闭键片面的资料,因为本文计划的磁流变减振器式正在普及的减振器的根蒂上改装的,是以少许外部尺寸和选取的某微型车得尺寸雷同,闭键的机闭计划是正在线圈的匝数,线圈处活塞杆的直径、阻尼间隙和有用长度的众少。 正在举行完结构计划后,本文举行了磁道计划,估计打算了随处的磁阻。讨论了影响磁道的成分。并对少许紧张的片面举行了校核,都到达了恳求。 正在论文的最终,举行了磁流变阻尼器的仿真,依照所选取的数学模子,举行了仿真判辨,判辨了影响减振器阻尼力巨细的成分。 参考文献 [1]王金钢,等.磁流变阻尼器阻尼本能仿真讨论[J].石油板滞,2006,34(10):19-23 [2]蒙延佩,等.汽车磁流变阻尼器磁道计划及闭连题目[J].效力资料,2006(5):768-770 [3]司诰,等.磁流变阻尼器管道活动特征讨论[J].效力资料,2006(5):831-833 [4]蒋修东.梁锡昌.张博实用于车辆的挽救式磁流变阻尼器讨论[期刊论文]-汽车工程2005(1) [5]徐永兴.曹民.磁流变减振器优化的计划估计打算[J].上海交通大学学报,2004,38(8):1423-1427 [6]贺修民等,磁流变减振器的判辨与计划,第五届世界磁流变液及其操纵学术集会,2008.10 [7]徐伟,汽车悬架阻尼立室讨论机减振器计划,农也配备与车辆工程,2009.6 [8]李连进,磁流变阻尼器的参数优化与特色仿线]廖昌荣汽车悬架体系磁流变阻尼器讨论[学位论文]2001 [10]王棋民.徐邦梁.金修峰磁流变液的流变本能及其工程操纵[期刊论文]-中邦板滞工程2002(3) [11]闭新春,欧进萍.磁流变耗能器的阻尼力模子及其参数确定,2001,20(1):5-8 [12]王乾龙.王昊.李延成磁流变阻尼器计划中的根本题目判辨[期刊论文]-机床与液压2004(11) [13]郭大蕾车辆悬架振动的神经收集半主动左右[学位论文ge scale MR fluid Damper: Modeling and Dyamic Performance Considerations.Engineering Structures,2002,24:309-323 致 谢 起首,我格外感激安永东先生正在百忙之中众次予以我耐心致密的引导和助助,倾注了先生的热心引导,正在论文已毕之际,特向我爱慕的安永东先生默示衷心的感激!另外,我也获得了睡房同窗的协助,大学的年光让我的情义愈加的生后,正在此也要向他们致以诚挚的谢意。 通过此次结业计划,使己方愈加苏醒地领悟到学问的无尽无尽以及己方所学的短浅。正在计划的流程中学到了许众新学问,希奇是少许与现实闭联亲热的题目。同时也对己方的各样才能发作了一次擢升。计划流程中通过发轫明白、创造题目、寻找治理举措。确定最佳的谜底,逐渐提拔了咱们独立研究题目的才能和革新才能,同时也是咱们愈加熟习了少许根本的板滞计划学问。本次计划用到了许众板滞计划的学问,加深明确解,为从此的练习打下了根蒂。 正在我终止结业计划的同时,也终止了我的大学糊口。这意味着我进入了人生新的出发点,正在改日的练习流程中,欧文会愈加的辛勤,告终己方的人生宗旨。 最终,我要感激我的父母,供应给我如此好的练习处境,衷心的默示感激! 附 录 附录A外文文献原文 Magnetorheological damper car. Research status of magnetorheological damper Magnetorheological fluid refers to the additional magnetic field,under the action of rheological materials performance changes took place in the liq- uid.Will magnetorheological fluid into the magnetic fluid damper,though the control of magnetic field intensitymcan realize continuous magnetorhological damper,adjustable steplessly.Magnetorhelolgical damper usually adopts piston cylinder structure ,the pathway of MPF damper is on the piston or separate bypass,in the path of MRF,according to the structure of magnetic field can be divided into a bar and a single piston cylinder structure of dual pole. Magnetorheological damper can produce bigger,and according to the damping force of the external environment different easy adjustment magnetic field intensity,the change of shock absorber system to reduce vibration damping, achieve the goal.In the development of MFR devices and Lord,the Unites States and Delphi corporation in automobile damping application research holds June In 1995,the Lord of the fifth international electorheological fluids,and r- elated technologies of MRF,demonstrates a large trucks for semi-active sus- pension seat vibration isolation system p.Lord company recently issued a s- uitable automobile suspension of magnetorhological damper and Rheonetie series of current controller RD.3002.American Delphi company has developed magnet- orheological fluid using semi-active suspension system MagneRide team move suspension system applied in Seville Cadillac STS high-grade car,the suspe- nsion system can be changed according to the driving conditions.University ofVirginia utilization of magnetorhological damper Lord company in Volvo truck Fururecar heavy suspension frame for the cars on experiment,made the obvious eggect of vibration reduction.University ofMaryland and development of auto- motive air compensation structure air compensation structure of magnetorhe- ological damper.The damper adopts flow mode,simple stucture,the damping force change range is 250-1500N.Bok.CHOi Seung Korean coach suspension system is developed magnetorheological damper,dual cylinder structure,damping cylinder located at work channels in damper was design of PID controller.Laboratory tests show that:the use of magnetorheological damper can greatly improve the traffic safety and comfort.Ford motor company BASF,Germany,etc have invested heavily rd magnetorheological fluid and related componets. In the application of magnetoreohological damper is doing a lot of res- earch.Chongqing university of magnetorheological damper Liao Changrong as the design and control methods are studied,Chenjian of Shanghai jiaotong univer- sity for vehicle damping,the design of nanjing university of aeronautics Guo DALEI of magenorthological damper such vehicles in the semi-active control are studied,jingsu university on the adjustable jd.liu semi-active suspension d- amper control methods are studied,etc,damping design and control research has become hot. 2.Semi-active suspension control strategy and research status. Most current semi-active suspension system is to shock absorber real-time control of damping and adjust,its essence is measured by real-time sensor of vehicles running environment and body state,the data to microprocesser control algorithm is calculated according to the optimal damper,and then control re- gulation,shock absorhers damping force to achieve the ideal damping force, imporve the performance of the suspension,one of the key technologies is to control strategy.In the semi-active suspension of 30 years,and veicle engi- neering half-anf-half active suspension control strategy for a lot of resea- rch,the representative of control method can be summarized as follows: The optimal control strategy. The optimal control is simply stated in the given conditions and evaluation function for the performance of the system ,the index optimal control laws.Its theoretical basis is linear optimal control theory,though the establishment of the state equation is proposed control system,target and weighting coeff- icients in the application of target set by the control theory of optimal control law to achieve optimal control. Predictive control. Predictive control refers to the road ahead through the sensor will su- spension devices to information in advance,the parameters adjustment and the actual demand synchronization and reflect the real situation in the road.. 附录B外文文献翻译 汽车磁流变减振器 1.磁流变减振器的讨论状态 磁流变液体是指正在外加磁场的感化下,磁流变资料本能发作快速蜕化的液体。将磁流变液体装入磁流变减振器,通过左右磁场强度,可告终磁流变减振器的接连、无级可调。磁流变减振器一样采用活塞缸机闭,磁流变液的通道由位于活塞上的阻尼孔或只身的旁通组成,正在磁流变

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