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磁流变减摆器流场分析及阻尼特性研究

付一博  
【摘要】:目前传统油液式减摆器是现役飞机中用于抑制前轮摆振使用最多、最有效的方法之一。通常条件下可以有效地抑制摆振的发生。但受飞机使用过程中飞机载荷、机场跑道的侧风、跑道路面粗糙度等因素的影响,摆振时有发生。针对现役油液减摆器输出阻尼无法根据外界变化实时调节的不足之处,且为了得到最佳的摆振控制效果,研究新型阻尼可控的减摆器是非常必要的。磁流变减摆器以其输出阻尼力可调、适应范围广,可针对不同使用环境和工况条件,实现半主动控制等优点,使其具有广阔的研究空间和发展前景。磁流变减摆器输出的阻尼力主要依靠磁流变液流经减摆器阻尼通道而产生。因此,研究阻尼通道处磁流变液流动状态对于减摆器输出阻尼的影响是探寻磁流变减摆器阻尼机理产生的关键问题之一。本文结合磁流变液自身特性以及减摆器相应结构,研究磁流变减摆器阻尼特性,对磁流变减摆器内部流场进行理论分析及仿真模拟,通过实验数据验证模型的正确性及有效性。本文主要内容如下:1.通过对磁流变液组分及磁化过程中磁性颗粒变化过程的分析研究,建立磁性颗粒动力学方程分析其流变机理,根据所涉及磁流变液类型,选取合适的磁流变液,并建立相应的本构模型;2.结合所涉及磁流变减摆器结构,分析磁流变减摆器输出阻尼影响因素,考虑局部损失影响,建立磁流变减摆器动力学模型;3.通过ANSYS软件对磁流变减摆器流场进行仿真模拟,探究不同孔径下磁流变减摆器内部流场对磁流变减摆器输出阻尼的影响。结果表明,磁流变液流通量及淤积效应是决定磁流变减摆器初始阻尼及时滞效应的主要原因。4.结合Bingham本构模型和基尔霍夫定律建立磁流变减摆器时滞模型,得出磁流变减摆器响应时间的主要影响因素有:线圈材料、阻尼通道间隙、粘度等。


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