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微型磁流变阻尼器的设计、控制与性能研究

邓路华  
【摘要】:磁流变阻尼器正逐渐应用于各种领域,目前市场上所应用到的阻尼器其尺寸外观都相对较大,且阻尼力的范围都在几百牛甚至上千牛以上,多应用于桥梁、车辆等工程方面。本文结合国内外对磁流变阻尼器研究的技术,针对微型磁流变阻尼器做进一步的探讨。为此,本文主要创新性工作如下: 1、针对阻尼力范围小于100N,设计了微型的磁流变阻尼器。该微型磁流变阻尼器采用的线圈绕法为外绕式结构,该结构减小了阻尼器的外观尺寸以及能耗。针对阻尼器活塞杆材质磁学特性,通过实验对硅钢和碳钢两种材质的活塞杆在导磁和退磁性能方面进行分析,得出硅钢在磁学特性上要优于碳钢,选用硅钢作为阻尼器活塞杆材质,进一步改善阻尼器的性能。 2、利用有限元分析理论以及ANSYS仿真软件,对所设计的阻尼器其外置式励磁线圈三种不同绕法进行有限元分析和对比。仿真数据结果表明缸体外部一端部分缠绕线圈比缸体外部全部缠绕线圈、缸体外部两端部分缠绕线圈在磁场分布方面相较合理。 3、为了测试自制的微型磁流变阻尼器动态力学性能,搭建了阻尼器动力学性能测试平台,该平台不仅对设计的微型磁流变阻尼器进行动力学性能测试,还对弹簧进行动力学性能测试,通过两者对比表明设计的阻尼器在软着陆性能、力的可调范围和力的稳定性等方面明显优于弹簧。 总之,所研制的线圈外置式微型磁流变阻尼器具有良好的阻尼特性,其阻尼力的范围为18-55N,可调倍数为3.05,阻尼力可调范围满足最初的设计要求(100N),其设计思想和研究方法也为微型磁流变阻尼器的研发提供了可靠的理论依据。图76幅,表12个,参考文献52篇


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