磁流变阻尼器的优化设计与性能分析

磁流变阻尼器的优化设计与性能分析

一、磁流变阻尼器优化设计与性能分析(论文文献综述)

吴赞翊[1](2021)在《温度影响下磁流变阻尼器的力学性能研究》文中进行了进一步梳理为了探究在不同温度下磁流变阻尼器阻尼力输出性能差异较大、造成阻尼力失调或传动失效等问题,通过建立温度影响下的Herschel-Bulkley流动力学模型,分析温度对磁流变液黏度和屈服应力的影响,同时对不同温度下的阻尼器进行实验,将实验结果由粒子群算法对模型参数进行辨识,并将辨识结果通过仿真与实测结果进行对比验证。结果表明,温度对磁流变液黏度和屈服应力影响显着,且该数学模型能够很好地描述不同温度下磁流变阻尼器的力学性能。

杨广鑫,潘家保,周陆俊,高洪,王晓雷[2](2021)在《磁流变脂材料及其应用研究进展》文中认为智能材料是指在磁场、电场、应力等环境变量作用下性能可控的新型功能材料,是继天然材料、合成高分子材料、人工设计材料之后的第四代材料。磁流变材料是一种重要的场响应型智能材料,主要成分为磁性颗粒和非磁性基载液,其物理和流变特性受磁场影响,并且具有优异的可控性,这种特性使磁流变材料受到学者的广泛关注,在科学与工程领域拥有良好的应用前景。近年来出现的磁流变材料包括磁流变液、磁流变脂和磁流变弹性体等,目前磁流变液的研究与应用较为广泛,磁流变液可通过外部磁场进行调控,流变性质在几个数量级上表现出阶跃性和可调性的变化,可以在几毫秒内从类流体转变为类固体状态。在零磁场强度下,磁流变液的行为类似于非牛顿流体,具体特性取决于磁流变液的自身组分,通常表现出具有屈服应力的宾汉塑性流体行为。磁流变液可以在阻尼器、减震器和离合器等领域提供半主动控制,但沉降问题一直制约着磁流变液的发展。磁流变脂以润滑脂为基载液,润滑脂的特殊结构能够有效改善磁流体的沉降稳定性,因此在磁流变器件应用领域展现出显着优势。本文从磁流变脂制备、流变特性、磁流变脂器件及其潜在应用这四个方面综述了磁流变脂材料及其应用研究进展,针对磁流变脂的材料特性和实际应用展开讨论,与磁流变液进行相应的比较,并对磁流变脂作为润滑材料的发展趋势进行了展望。

万欣,王生水[3](2021)在《混合模式磁流变阻尼器的设计与仿真》文中进行了进一步梳理针对减振环境中存在冲击力初始值较大且逐渐衰减等特殊工况问题,基于挤压模式行程短输出力高,以及剪切模式行程长但输出力一般的特性,设计出一种内置型混合模式的新型磁流变阻尼器。利用Comsol Mulitiphysic仿真分析了该阻尼器各特性区域磁场的有效性与可调性,结果表明:在激励电流下,磁感应线方向与磁流变液流动方向在挤压区域相平行,在剪切区域相垂直,所产生的阻尼力均随电流的增大而增大;相比于单一模式,混合模式独有的挤压区域中产生的阻尼力远高于剪切区域中产生的阻尼力。由此可知,基于混合模式下磁流变阻尼器更适用于冲击力初始值较大且逐渐衰减的特殊工况,为后续设计特殊工况下磁流变阻尼器提供了理论基础。

邵帅,胡国良,顾瑞恒,杨程,涂渝[4](2021)在《基于磁流变阻尼器的车辆半主动悬架GA-LQR的研究》文中进行了进一步梳理传统的线性二次型最优控制(LQR)策略可提升车辆乘坐舒适性及操作稳定性,因此广泛应用在车辆半主动悬架中。对车辆半主动悬架用磁流变阻尼器(MRD)进行阻尼特性试验,并采用Bouc-Wen模型建立MRD的力学模型。为确定Bouc-Wen模型中的未知参数,利用遗传算法(GA)对其进行参数辨识。结合所辨识的Bouc-Wen模型,建立1/4车辆磁流变半主动悬架模型。针对LQR控制器存在的加权矩阵Q和R的取值易受主观因素影响的问题,设计了一种基于遗传算法的线性二次型最优控制(GA-LQR)控制器。以随机路面激励作为输入,分别对被动悬架、基于LQR的磁流变半主动悬架和基于GA-LQR的磁流变半主动悬架进行仿真分析,结果表明,基于GA-LQR的磁流变半主动悬架具有更好的乘坐舒适性及操作稳定性。

孟建军,张瑞东,陈彦丰[5](2021)在《基于半主动控制的磁流变阻尼器建模与仿真分析》文中指出针对磁流变阻尼器动力学模型的建立过程中存在的强非线性滞回特性,采用Spencer模型来构建其精确动力学模型,提出一种以控制电流作为控制器输出变量的半主动悬挂系统磁流变模糊PID控制策略,利用Adams软件建立了动车组模型,结合MATLAB/SIMULINK模块对提出的磁流变阻尼器控制策略进行设计和联合仿真。仿真结果表明,从时域和频域上进行车体的横向加速度分析,基于磁流变模糊PID控制策略的半主动悬挂系统减振效果要明显好于被动悬挂系统,其加速度幅值在低频段有了显着降低。

涂渝,胡国良,易锋,梅鑫,顾瑞恒,邓英俊[6](2021)在《基于磁流变阻尼器的假肢设计及轨迹跟踪特性》文中进行了进一步梳理针对当前假肢存在的阻尼固定、结构复杂及成本较高等问题,提出一种以磁流变阻尼器为执行元件的假肢。首先对假肢进行结构设计,并建立其动力学模型。针对膝关节阻尼性能需求,对磁流变阻尼器进行结构设计。搭建磁流变阻尼器动力性能试验台,对加工的磁流变阻尼器进行动力性能测试。为准确表征磁流变阻尼器的动力性能,基于可调Sigmoid模型建立磁流变阻尼器的正向力学模型,并采用BP神经网络建立磁流变阻尼器逆向力学模型。针对假肢系统中存在的非线性和耦合性问题,采用CT+PD控制算法来跟踪膝关节摆动轨迹。最后搭建假肢测试系统并对膝关节摆动角度进行实验测试,结果表明基于CT+PD控制算法的假肢总体上能实现对参考步态的跟踪,具有较好的仿生性。

何沛恒,邓斌,左荣,徐新,雷越[7](2021)在《基于磁路法的液压换向阀用磁流变阻尼器研究》文中研究说明以双线圈内绕型剪切阀式磁流变阻尼器为研究对象,根据其磁场自封闭性,采用磁路法建立磁路数学模型。通过关键结构参数进行定性分析,得到活塞台阶间隙处磁感应强度近似化的结构优化依据。利用Ansoft Maxwell有限元仿真软件进行验证,结果表明:对于双线圈甚至多级线圈的内绕型剪切阀式磁流变阻尼器,采用磁路法进行初期设计计算有效且精确。

尹长海,黄思凝,吕杨,周洋,孙枭[8](2021)在《MR阻尼器对钢-混凝土结构被动控制的振动台试验研究》文中提出文中对2个放置了2年多的新型磁流变阻尼器进行了力学性能试验,试验表明磁流变液沉降对阻尼器出力性能的影响很小。将阻尼器安装在一个1:4的三层钢-混凝土结构模型上进行了模拟地震振动台试验,试验对比分析了无控结构与采用passive off和passive on两种被动控制的结构动力响应,结果表明采用被动控制的结构底层相对位移峰值和均方根值都有一定程度的减小,结构顶层加速度峰值和均方根值部分工况存在放大现象。此外,结构内能分析表明,磁流变阻尼器能耗散很大一部分地震能量,减小了结构通过塑性变形所消耗能量的比例,进而起到控制结构损伤发展的目的。

胡江林,吴超群[9](2021)在《磁流变液阻尼器的磁路分析与优化》文中研究说明为了实现磁流变液阻尼器的磁路设计优化,通过Ansoft Maxwell对阻尼器磁路结构进行有限元分析。采用单因素变量法分析各磁路结构参数对阻尼器磁场分布的影响规律;通过正交试验得到4个磁路参数尺寸的最优组合后确定磁路结构优化参数;并搭建试验平台对优化后的磁流变液阻尼器进行阻尼特性测试来验证其设计的可靠性。结果表明,阻尼通道宽度、翼缘宽度、磁芯半径和活塞外壳厚度分别取0.5 mm、7 mm、5 mm和3.5 mm时,阻尼器最大输出阻尼力较优化前增大了70%,且阻尼性能良好。

周冉[10](2021)在《乘用车磁力悬架的馈能和动力学特性研究》文中指出在国家和相关企业的鼓励下,新能源汽车得到了大力发展,其中电动汽车的使用量越来越多,但是电动汽车的续航能力问题依然被重视,因此积极探索新领域,研究新结构和开发新功能都刻不容缓。目前,续航能力的解决主要体现在攻克电池难题、收集振动能量和应用自供电技术。车辆行驶过程中悬架系统会产生振动使悬架两端进行相互运动,阻尼器用来减弱路面冲击,并且将悬架的机械能转化为热能,阻尼器产生的热能难以回收再利用进而造成了振动能量的浪费,如何收获和再利用被耗散的能量已成为能源收获领域的一个热门话题。此外,在设计新悬架的同时也不能忽略车辆安全性问题。本文在设计结构时考虑到占用底盘空间、减少摩擦损耗,降低结构复杂度,足够安全性和提供主动力等方面,因此基于音圈电机工作原理和麦弗逊被动悬架的结构,提出了一种高安全性、高集成化、低成本的新型乘用车磁力悬架。该磁力悬架的能量收集器依据法拉第电磁感应定律,并且参考音圈电机的工作原理设计而成,同时该能量收集器嵌入到传统的被动悬架中,分别与悬架的上下两端连接,与被动悬架构成并联关系。当车辆在路上行驶时,因道路不平导致车辆悬架系统产生振动,该馈能悬架可以将悬架系统的部分振动能量转换成可利用的电能为车载电子设备供电。因此,磁力悬架不仅具有传统被动悬架的安全性,而且与自供电技术相结合达到收集和利用电能的目的。本文首先结合现有馈能悬架的研究现状和存在的不足,对新型磁力悬架进行结构设计及磁场和悬架系统建模;对磁力悬架的馈能特性进行分析,以及研究磁力悬架的馈能应用;研究磁力悬架馈能特性和动力学特性之间的耦合特性;对装有磁力悬架的实车进行仿真分析。本文的具体研究内容包括以下几个方面:(1)设计一种能量收集器,并结合被动悬架的结构,对车辆磁力悬架进行设计,研究能量收集器与被动悬架之间的安装方法;应用Maxwell分析软件对能量收集器的磁感线进行分析,根据分析结果在气隙磁场中使用磁场分割法,并且基于等效磁路法,建立了能量收集器磁场和二自由度四分之一车的数学模型;制作了一个实验样机,搭建了悬架系统测试平台来研究磁力悬架的馈能机理,最后通过比较气隙磁感应强度的数值和测量结果,验证磁场模型的准确性。(2)根据悬架系统的数学模型求解出馈能模型,得到影响馈能特性的因素;在装置结构方面,分别研究定子和动子的结构参数对馈能的影响,其中定子包括磁铁,铁环和气隙,动子包括线圈匝数和线径大小;在悬架系统方面,分别研究悬架系统参数和外接负载电阻对馈能的影响;通过采集的输出电压数据,对不同负载电阻对馈能的影响进行实验验证。(3)选取的输入激励主要有冲击激励,周期激励和随机激励,研究不同激励下磁力悬架的馈能特性,其中变周期激励为变频率和变幅值,变冲击激励和变随机激励为变幅值;设计并搭建全桥整流滤波电路,研究在不同激励和外接电阻下通过整流滤波电路之后的输出电压变化情况;结合自供电技术,进行馈能应用实验,并且对点亮LED灯实验和自供电传感器实验进行研究分析。(4)与传统悬架系统进行对比,在不同激励下讨论了磁力悬架对车辆动力学特性的影响,并且对磁力悬架的变阻尼特性进行研究。采用收集功率,车身加速度和轮胎相对动载荷作为馈能悬架系统的三个性能评价指标,根据带有磁力悬架二自由度1/4车系统的数学模型研究了系统输入激励,机电耦合系数和外接负载电阻对磁力悬架耦合特性的影响。最后,进行了输入激励和外接负载电阻实验,验证磁力悬架的机电耦合特性。(5)研究装有磁力悬架实车的馈能和动力学特性,建立二自由度1/4车的非线性动力学模型,采用数值法求解出悬架系统馈能和动力学特性的变化规律。采用时域图,频域图,相图和庞加莱图分析系统振动响应,研究激励频率、悬架刚度、悬架阻尼和质量比对车辆系统馈能和动力学特性的影响。最后,磁力悬架与已研究的馈能悬架和其他馈能方式进行对比分析。最后对全文的研究结果进行总结,介绍了论文的创新点,并且根据已有的研究成果对磁力悬架的未来研究进行展望。

二、磁流变阻尼器优化设计与性能分析(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、磁流变阻尼器优化设计与性能分析(论文提纲范文)

(1)温度影响下磁流变阻尼器的力学性能研究(论文提纲范文)

0 引言
1 磁流变阻尼器结构设计及原理
2 磁流变阻尼器温度影响分析
    2.1 磁流变阻尼器流动力学模型
    2.2 温度对阻尼力影响分析
3 温度特性测试实验与结果分析
    3.1 实验准备
    3.2 实验结果及分析
    3.3 模型参数辨识与分析
4 结语

(2)磁流变脂材料及其应用研究进展(论文提纲范文)

0 引言
1 磁流变脂材料制备及稳定性研究
2 磁流变脂流变行为及机理研究
3 磁流变脂器件及其应用研究
    3.1 磁流变脂在阻尼装置中的应用
    3.2 磁流变脂在传动装置中的应用
    3.3 磁流变阀领域
    3.4 磁流变脂器件的关键技术
4 磁流变脂潜在应用领域
5 结语与展望

(3)混合模式磁流变阻尼器的设计与仿真(论文提纲范文)

0 引言
1 磁流变阻尼器建模
    1.1 磁流变阻尼器的力学模型
    1.2 磁流变阻尼器的磁路设计模型
2 磁流变阻尼器结构设计
3 磁流变阻尼器仿真分析
    3.1 磁场有效性分析
    3.2 磁场可调性分析
5 结论

(4)基于磁流变阻尼器的车辆半主动悬架GA-LQR的研究(论文提纲范文)

0 引言
1 磁流变阻尼器(MRD)阻尼特性试验及力学模型建立
    1.1 磁流变阻尼器力学性能试验
    1.2 磁流变阻尼器Bouc-Wen模型
    1.3 Bouc-Wen模型参数辨识
2 车辆悬架模型的建立
3 基于遗传算法的线性二次型最优控制的控制器(即GA-LQR控制器)设计
    3.1 汽车磁流变半主动悬架LQR控制器设计
    3.2 采用遗传算法优化加权系数
    3.3 仿真结果分析
4 结语

(5)基于半主动控制的磁流变阻尼器建模与仿真分析(论文提纲范文)

1 引言
2 工作原理
3 建模
    3.1 动车组模型
    3.2 动力学模型
    3.3 力学性能
4 半主动控制建模与仿真分析
    4.1 悬挂系统磁流变模糊PID控制策略
    4.2 仿真分析
    4.3 平稳性Sperling指标
5 结论

(6)基于磁流变阻尼器的假肢设计及轨迹跟踪特性(论文提纲范文)

1 引言
2 假肢结构设计
    2.1 结构原理
    2.2 动力学模型
3 磁流变阻尼器结构设计及力学模型建立
    3.1 动力特性试验
    3.2 正向力学模型
    3.3 逆向力学模型
4 假肢控制策略
    4.1 CT+PD控制
    4.2 决策模块
    4.3 假肢控制系统
5 假肢测试
6 结论

(7)基于磁路法的液压换向阀用磁流变阻尼器研究(论文提纲范文)

0 前言
1 磁流变阻尼器方案
2 磁流变阻尼器的磁路模型
    2.1 基于磁路法的数学模型
    2.2 磁路数学模型的定性分析
        (1)电磁线圈内径d2的影响
        (2)电磁线圈外径d3的影响
        (3)动铁心中部径向台阶宽度z1的影响
        (4)电磁线圈宽度z2的影响
        (5)动铁心两侧径向台阶宽度z3的影响
3 阻尼间隙磁感应强度的近似化
4 结论

(8)MR阻尼器对钢-混凝土结构被动控制的振动台试验研究(论文提纲范文)

1 试验概况
    1.1 模型设计与制作
    1.2 阻尼器性能试验
    1.3 试验测试及加载方案
2 试验结果及分析
    2.1 模型参数识别
    2.2 控制效果
    2.3 结构能量分析
3 结论

(9)磁流变液阻尼器的磁路分析与优化(论文提纲范文)

1 磁路结构及力学模型
    1.1 磁路结构
    1.2 力学模型
2 磁路结构参数对磁感应强度的影响分析
    2.1 磁路仿真前处理
    2.2 阻尼通道宽度对磁感应强度的影响分析
    2.3 活塞翼缘宽度对磁感应强度的影响分析
    2.4 磁芯半径对磁感应强度的影响分析
    2.5 活塞外壳厚度对磁感应强度的影响分析
    2.6 多因素变量仿真分析研究
3 试验研究
4 结论

(10)乘用车磁力悬架的馈能和动力学特性研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 馈能悬架概述
    1.3 国内外研究现状
        1.3.1 馈能悬架研究现状
        1.3.2 馈能悬架馈能特性与自供电技术研究现状
        1.3.3 馈能悬架动力学特性研究现状
    1.4 目前存在的问题
    1.5 本文的研究目的和研究内容
第2章 磁力悬架的结构设计及理论模型
    2.1 磁力悬架的结构设计及工作原理
        2.1.1 磁力悬架的结构设计
        2.1.2 磁力悬架的工作原理
    2.2 二自由度1/4 车动力学模型
    2.3 能量收集器的磁场模型和馈能模型
        2.3.1 磁场模型
        2.3.2 馈能模型
    2.4 磁场仿真与分析
    2.5 实验研究
        2.5.1 磁力悬架原理样机
        2.5.2 磁感应强度实验
    2.6 本章小结
第3章 磁力悬架馈能特性的影响分析
    3.1 分析影响馈能特性的参数
    3.2 定子对馈能特性的影响
        3.2.1 永磁铁厚度对馈能特性的影响
        3.2.2 铁制圆环厚度对馈能特性的影响
        3.2.3 定子气隙厚度对馈能特性的影响
    3.3 动子对馈能特性的影响
        3.3.1 线圈厚度对馈能特性的影响
        3.3.2 线径大小对馈能特性的影响
    3.4 1/4 车系统参数对馈能特性的影响
        3.4.1 簧载质量对馈能特性的影响
        3.4.2 悬架刚度对馈能特性的影响
        3.4.3 悬架阻尼对馈能特性的影响
        3.4.4 轮胎刚度对馈能特性的影响
    3.5 负载电阻对馈能特性的影响
    3.6 实验研究
        3.6.1 磁力悬架的实验台
        3.6.2 磁力悬架的馈能实验验证
    3.7 本章小结
第4章 激励对馈能特性的影响分析及馈能应用
    4.1 引言
    4.2 激励对馈能特性的影响
        4.2.1 周期激励对馈能特性的影响
        4.2.2 冲击激励对馈能特性的影响
        4.2.3 随机激励对馈能特性的影响
    4.3 馈能特性实验研究
        4.3.1 不同激励实验
        4.3.2 馈能电路实验
    4.4 馈能应用实验研究
        4.4.1 点亮LED实验
        4.4.2 自供电无线传感实验
    4.5 本章小结
第5章 磁力悬架系统的动力学特性分析
    5.1 磁力悬架系统的性能指标
        5.1.1 馈能功率
        5.1.2 车身加速度
        5.1.3 轮胎相对动载荷
    5.2 磁力悬架系统的动力学特性分析
        5.2.1 磁力悬架阻尼特性
        5.2.2 磁力悬架动力学特性
    5.3 馈能特性与其动力学特性耦合分析
        5.3.1 分析影响耦合特性的参数
        5.3.2 系统输入激励对耦合特性的影响
        5.3.3 机电耦合系数对耦合特性的影响
        5.3.4 外部负载电阻对耦合特性的影响
    5.4 实验研究
        5.4.1 动力学特性实验
        5.4.2 耦合特性实验
    5.5 本章小结
第6章 实车系统的特性仿真分析
    6.1 引言
    6.2 1/4 车非线性数学模型
    6.3 1/4 车系统的非线性特性分析
        6.3.1 无量纲激励频率对车辆系统特性的影响
        6.3.2 无量纲悬架刚度对车辆系统特性的影响
        6.3.3 无量纲悬架阻尼对车辆系统特性的影响
        6.3.4 无量纲质量比对车辆系统特性的影响
    6.4 对比分析
        6.4.1 时域路面不平度的模型
        6.4.2 馈能效果对比
        6.4.3 振动效果对比
    6.5 本章小结
第7章 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 创新点
    7.3 展望
参考文献
在学研究成果
致谢

四、磁流变阻尼器优化设计与性能分析(论文参考文献)

  • [1]温度影响下磁流变阻尼器的力学性能研究[J]. 吴赞翊. 机械制造与自动化, 2021(06)
  • [2]磁流变脂材料及其应用研究进展[J]. 杨广鑫,潘家保,周陆俊,高洪,王晓雷. 材料导报, 2021
  • [3]混合模式磁流变阻尼器的设计与仿真[J]. 万欣,王生水. 农业装备与车辆工程, 2021(11)
  • [4]基于磁流变阻尼器的车辆半主动悬架GA-LQR的研究[J]. 邵帅,胡国良,顾瑞恒,杨程,涂渝. 现代制造工程, 2021(11)
  • [5]基于半主动控制的磁流变阻尼器建模与仿真分析[J]. 孟建军,张瑞东,陈彦丰. 磁性材料及器件, 2021(06)
  • [6]基于磁流变阻尼器的假肢设计及轨迹跟踪特性[J]. 涂渝,胡国良,易锋,梅鑫,顾瑞恒,邓英俊. 磁性材料及器件, 2021(06)
  • [7]基于磁路法的液压换向阀用磁流变阻尼器研究[J]. 何沛恒,邓斌,左荣,徐新,雷越. 机床与液压, 2021(20)
  • [8]MR阻尼器对钢-混凝土结构被动控制的振动台试验研究[J]. 尹长海,黄思凝,吕杨,周洋,孙枭. 自然灾害学报, 2021(05)
  • [9]磁流变液阻尼器的磁路分析与优化[J]. 胡江林,吴超群. 数字制造科学, 2021(03)
  • [10]乘用车磁力悬架的馈能和动力学特性研究[D]. 周冉. 沈阳工业大学, 2021

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磁流变阻尼器的优化设计与性能分析
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