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磁流变液制动器的设计与研究

华文林  
【摘要】: 磁流变液是一种具有发展前景的智能材料,通常由不导磁的母液和均匀散布其中 的磁性微粒组成。性能良好的磁流变液在磁场强度达到一定值时会产生显著的磁流变 效应,即液体的性质由液态向固态转变,转变的时间极短,并且可逆。 本论文针对我国目前汽车制动器的制造水平较低这一现状,提出了设计磁流变液 制动器的新思路。本文介绍了磁流变液的材料组成、工作机理及流变特性,并在流变 特性上同电流变液进行了比较。通常磁流变液的屈服应力大约比电流变液大一个数量 级,在3×105A/m的磁场作用下,屈服应力可达60kPa以上,磁流变液由于其具有较 强的屈服应力而受到广泛的重视。简述了制动器的评价指标和现代轿车中使用的机械 盘、鼓式制动器的工作原理及存在的不足;设计了两种实际应用性强的磁流变液制动 器,分析了两种磁流变液制动器的工作原理和基本结构,建立了磁流变制动器的力矩 计算模型;同时也进行了磁流变液制动器测试试验台的设计。通过改变磁流变液的种 类、制动器的工作直径、工作间隙、温度等参数,分别得出了制动器制动力矩的变化 值。 从制动器制动力矩的变化曲线得出:磁流变液不同,制动力矩变化很大;在相同 工作面直径、工作面宽度和工作间隙的条件下,盘式磁流变液制动器的制动力矩比圆 柱形磁流变液制动器大;在一定的温度范围内,温度对磁流变液制动器的制动力矩影 响不大;而制动器的工作直径、工作间隙对磁流变液制动器的制动力矩有明显的影响, 所以在设计中应重点考虑这两个参数。 结果表明磁流变液制动器结构设计合理,为磁流变液制动器的实际应用提供了理 论分析和实验依据。


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