本文關(guān)鍵詞：磁流變阻尼器的研究及其應(yīng)用

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【摘要】：針對常見被動式阻尼器參數(shù)不可控的缺點,本文開展了半主動式磁流變阻尼器的研究,并將其應(yīng)用于艦載設(shè)備的寬頻隔振和直升機“地面共振”的抑制。擠壓模式下的磁流變阻尼器常用于大阻尼小位移的場合�；诖斯ぷ髂Ｊ�,本文首先設(shè)計了一種磁流變阻尼器,并通過磁場定性分析和有限元數(shù)值分析驗證磁路設(shè)計的合理性,同時得到了工作間隙處的磁感應(yīng)強度隨電流和間隙大小變化的關(guān)系,并依據(jù)磁流變液的雙粘性力學(xué)模型,分析該阻尼器的理論出力,為磁流變阻尼器的設(shè)計提供了理論依據(jù)。阻尼器的漏磁量、靜出力、示功圖是其重要的應(yīng)用依據(jù)。漏磁和靜出力測試結(jié)果表明,所設(shè)計的磁流變阻尼器漏磁可忽略不計,磁路設(shè)計合理;加載電流接近0.5A時阻尼器的靜出力驟增,且在電流較大時,其靜出力大小受磁流變液的沉降作用影響較明顯。通過采集阻尼器在不同電流和激勵頻率下的力和位移的時域信號,處理數(shù)據(jù)得到其示功圖、平均剛度和等效阻尼,結(jié)果表明:其他條件不變時,示功圖的面積隨著電流的增加而增加,其受激勵頻率的影響很小;0A電流下,阻尼器表現(xiàn)出一定的負剛度,且激勵頻率越高,負剛度越大,而當電流達到一定值以后,平均剛度受激勵頻率影響的規(guī)律并不明顯;0A電流下,在2-26Hz的激勵范圍內(nèi),等效阻尼受激勵頻率的影響較小;在0.5A和1A電流時,在2-8Hz頻段范圍內(nèi),阻尼器的等效阻尼受激勵頻率的影響較大,在10Hz-26Hz頻段范圍內(nèi),阻尼器的等效阻尼受激勵頻率的影響較小。針對艦載設(shè)備的振動工況,將磁流變阻尼器與鋼絲繩彈簧并聯(lián),設(shè)計了一套磁流變隔振系統(tǒng),通過仿真該變剛度、變阻尼系統(tǒng)的隔振性能,提出基于“狀態(tài)切換”思想的半主動控制策略,并對隔振系統(tǒng)在“無阻尼器”和“阻尼器0A電流”、“阻尼器1A電流”、“帶控制器的阻尼器”四種狀態(tài)下的隔振效果進行試驗研究,研究結(jié)果表明,基于“狀態(tài)切換”思想的磁流變半主動隔振系統(tǒng),在5-60Hz激勵頻率范圍內(nèi),瞬態(tài)最大振動傳遞率為103%,穩(wěn)態(tài)隔振效果良好。最后,將磁流變阻尼器與圓柱螺旋彈簧并聯(lián),設(shè)計了一種隔振器,提出了隔振新思路。針對直升機“地面共振”不穩(wěn)定現(xiàn)象,以槳葉-槳轂式的布置方式,將磁流變阻尼器作為旋翼減擺器應(yīng)用到直升機系統(tǒng)中,并建立了“地面共振”分析模型,利用羅斯-霍爾維茨準則分析其穩(wěn)定的條件,得到了系統(tǒng)的穩(wěn)定區(qū)域。分析結(jié)果表明,磁流變減擺器能使系統(tǒng)穩(wěn)定通過“地面共振”區(qū)域;通過一定的控制算法,同時調(diào)節(jié)減擺和起落架阻尼,能為不同工作狀態(tài)下的直升機提供安全保障。
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TB535.1

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