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磁流变减振器结构设计及优化

潘杰锋  
【摘要】: 磁流变减振器具有输出阻尼力大、调节系数大、响应速度快、能耗低、安全性高、结构简单等优点,成为理想的车辆半主动悬挂系统的执行器。 研究和开发某军用特种车辆的磁流变半主动悬挂系统,能有效提高车辆机动性、舒适性和射击精度,使军用特种车辆能在提高战场生存能力的同时,更有效的打击敌人。开发拥有自主知识产权的智能磁流变半主动悬挂系统,对提高我国军用特种车辆的技术性能和产品的市场竞争能力,具有重要的现实意义。 本文针对某特种车辆半主动悬挂系统的磁流变减振器进行相应的结构、关键参数、磁路等设计。主要工作包括以下内容: ①针对军用特种车辆对磁流变减振器的性能要求和尺寸限制,在对磁流变减振器工作模式深入研究的基础上,确定了设计方案,以磁流变液的Bingham塑性模型为基础,推导了阻尼力的计算公式; ②系统阐述了磁流变减振器的设计方法,包括磁流变减振器结构设计、磁路设计的原则和方法,分析了各关键结构参数对磁流变减振器静态特性、动态特性的影响,考虑磁学特性和强度等因素对材料进行选择,最后设计了适用于某特种车辆的磁流变减振器; ③运用ANSYS软件对所设计的某特种车辆磁流变减振器进行了磁路分析,从而验证了磁路设计的合理性。根据ANSYS的分析结果,对磁路结构尺寸进行了改进,使其动态性能得到提高; ④在传统设计方法的基础上提出了对关键参数进行设计的一种新方法,即采用ANSYS中APDL参数化设计语言进行对减振器关键参数、磁路结构尺寸优化设计的方法,取得了良好的效果。


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