沖擊載荷下的磁流變緩沖裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與仿真
發(fā)布時(shí)間:2021-03-03 02:45
為了減輕沖擊載荷對(duì)機(jī)械設(shè)備造成的不利影響,對(duì)面向沖擊載荷的磁流變緩沖裝置進(jìn)行了研究,設(shè)計(jì)了一款新型的磁流變緩沖裝置,并基于Bingham模型對(duì)該緩沖裝置進(jìn)行了力學(xué)建模.設(shè)定了初始阻尼力目標(biāo),在simulink中進(jìn)行阻尼力建模,通過不斷仿真分析得出最佳的結(jié)構(gòu)參數(shù).為了驗(yàn)證其合理性,采用maxwell軟件對(duì)其進(jìn)行有限元電磁場(chǎng)仿真分析,結(jié)果表明:該結(jié)構(gòu)磁路設(shè)計(jì)合理,模型設(shè)計(jì)正確.
【文章來源】:嘉興學(xué)院學(xué)報(bào). 2020,32(06)
【文章頁數(shù)】:9 頁
【部分圖文】:
阻尼通道圖
圖3為磁流變液阻尼力SIMULINK的仿真模型圖,這其中未包括本文所設(shè)計(jì)的彈簧所提供的阻尼力,現(xiàn)設(shè)定彈簧系數(shù)k1=20 kN/m,k2=5 kN/m,其位移行程都為150 mm,其中彈簧系數(shù)為k2的彈簧有4個(gè).現(xiàn)將表1中的部分結(jié)構(gòu)參數(shù)代入仿真圖中,其中電流設(shè)置為1 A,則分別得到如圖4~圖9的關(guān)系圖.圖4中,給予活塞通道半徑一個(gè)正弦激勵(lì),設(shè)定振幅為70 mm,頻率為0.1 HZ.可以看出,隨著活塞通道半徑不斷增大,阻尼力也在不斷增大,呈現(xiàn)出曲線式的增長(zhǎng).該活塞通道半徑?jīng)Q定活塞通道的橫截面A0,根據(jù)初始設(shè)定的目標(biāo),可明顯看出活塞通道半徑設(shè)置在40 mm~60 mm之間是相對(duì)適合的.
圖1是本文設(shè)計(jì)的磁流變緩沖裝置結(jié)構(gòu)示意圖及其三維剖視圖,如圖1所示,在活塞通道3和阻尼通道4中充滿著磁流變液,其中阻尼通道采用多級(jí)徑向流動(dòng)通道來增大該緩沖裝置的有效阻尼長(zhǎng)度以及磁場(chǎng)利用率.磁流變液在阻尼通道中徑向流動(dòng)時(shí)的方向與磁場(chǎng)強(qiáng)度方向垂直.該磁場(chǎng)強(qiáng)度大小由勵(lì)磁線圈中的電流大小來控制,通過控制電流大小來實(shí)現(xiàn)緩沖裝置磁流變液提供的阻尼力.在沖擊載荷下,活塞向下移動(dòng),使得活塞通道和工作缸阻尼通道中的磁流變液向下流動(dòng).在液體向下流動(dòng)的過程中,通過擋板9向下移動(dòng)來壓縮彈簧起到補(bǔ)償作用,當(dāng)沖擊結(jié)束后,利用活塞彈簧2和擋板彈簧10被壓縮的彈性力使得緩沖裝置恢復(fù)到初始狀態(tài).在此過程中,活塞彈簧、擋板彈簧以及在磁場(chǎng)強(qiáng)度下的磁流變液共同提供了沖擊載荷下的阻尼力.2 磁流變緩沖裝置力學(xué)建模
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]汽車懸架減振器研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J]. 楊茂舉,于建強(qiáng),郭玉寶. 工程與試驗(yàn). 2019(02)
博士論文
[1]面向汽車碰撞安全的磁流變膠泥緩沖裝置研究[D]. 付本元.重慶大學(xué) 2017
[2]多級(jí)并聯(lián)式磁流變緩沖器動(dòng)態(tài)特性及可控性研究[D]. 歐陽青.南京理工大學(xué) 2017
碩士論文
[1]磁流變扭振減振器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及優(yōu)化研究[D]. 張林.安徽工程大學(xué) 2019
[2]起落架緩沖器節(jié)流裝置阻尼特性研究[D]. 丁勇為.南京航空航天大學(xué) 2018
[3]用于月球探測(cè)器軟著陸機(jī)構(gòu)的磁流變緩沖器設(shè)計(jì)[D]. 薩勒.北京交通大學(xué) 2016
[4]斜拉索外置式阻尼器及其控制器研究[D]. 李頻.浙江大學(xué) 2015
本文編號(hào):3060439
【文章來源】:嘉興學(xué)院學(xué)報(bào). 2020,32(06)
【文章頁數(shù)】:9 頁
【部分圖文】:
阻尼通道圖
圖3為磁流變液阻尼力SIMULINK的仿真模型圖,這其中未包括本文所設(shè)計(jì)的彈簧所提供的阻尼力,現(xiàn)設(shè)定彈簧系數(shù)k1=20 kN/m,k2=5 kN/m,其位移行程都為150 mm,其中彈簧系數(shù)為k2的彈簧有4個(gè).現(xiàn)將表1中的部分結(jié)構(gòu)參數(shù)代入仿真圖中,其中電流設(shè)置為1 A,則分別得到如圖4~圖9的關(guān)系圖.圖4中,給予活塞通道半徑一個(gè)正弦激勵(lì),設(shè)定振幅為70 mm,頻率為0.1 HZ.可以看出,隨著活塞通道半徑不斷增大,阻尼力也在不斷增大,呈現(xiàn)出曲線式的增長(zhǎng).該活塞通道半徑?jīng)Q定活塞通道的橫截面A0,根據(jù)初始設(shè)定的目標(biāo),可明顯看出活塞通道半徑設(shè)置在40 mm~60 mm之間是相對(duì)適合的.
圖1是本文設(shè)計(jì)的磁流變緩沖裝置結(jié)構(gòu)示意圖及其三維剖視圖,如圖1所示,在活塞通道3和阻尼通道4中充滿著磁流變液,其中阻尼通道采用多級(jí)徑向流動(dòng)通道來增大該緩沖裝置的有效阻尼長(zhǎng)度以及磁場(chǎng)利用率.磁流變液在阻尼通道中徑向流動(dòng)時(shí)的方向與磁場(chǎng)強(qiáng)度方向垂直.該磁場(chǎng)強(qiáng)度大小由勵(lì)磁線圈中的電流大小來控制,通過控制電流大小來實(shí)現(xiàn)緩沖裝置磁流變液提供的阻尼力.在沖擊載荷下,活塞向下移動(dòng),使得活塞通道和工作缸阻尼通道中的磁流變液向下流動(dòng).在液體向下流動(dòng)的過程中,通過擋板9向下移動(dòng)來壓縮彈簧起到補(bǔ)償作用,當(dāng)沖擊結(jié)束后,利用活塞彈簧2和擋板彈簧10被壓縮的彈性力使得緩沖裝置恢復(fù)到初始狀態(tài).在此過程中,活塞彈簧、擋板彈簧以及在磁場(chǎng)強(qiáng)度下的磁流變液共同提供了沖擊載荷下的阻尼力.2 磁流變緩沖裝置力學(xué)建模
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]汽車懸架減振器研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J]. 楊茂舉,于建強(qiáng),郭玉寶. 工程與試驗(yàn). 2019(02)
博士論文
[1]面向汽車碰撞安全的磁流變膠泥緩沖裝置研究[D]. 付本元.重慶大學(xué) 2017
[2]多級(jí)并聯(lián)式磁流變緩沖器動(dòng)態(tài)特性及可控性研究[D]. 歐陽青.南京理工大學(xué) 2017
碩士論文
[1]磁流變扭振減振器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及優(yōu)化研究[D]. 張林.安徽工程大學(xué) 2019
[2]起落架緩沖器節(jié)流裝置阻尼特性研究[D]. 丁勇為.南京航空航天大學(xué) 2018
[3]用于月球探測(cè)器軟著陸機(jī)構(gòu)的磁流變緩沖器設(shè)計(jì)[D]. 薩勒.北京交通大學(xué) 2016
[4]斜拉索外置式阻尼器及其控制器研究[D]. 李頻.浙江大學(xué) 2015
本文編號(hào):3060439
本文鏈接:http://sikaile.net/guanlilunwen/gongchengguanli/3060439.html
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