本文關(guān)鍵詞：磁流變彈性體雙轉(zhuǎn)子自供電減振器結(jié)構(gòu)設(shè)計與動力學特性分析

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【摘要】：隨著人們生活質(zhì)量提高,汽車漸漸的走進了普通家庭,人們對汽車舒適性的要求越來越高。目前汽車減振器由于其剛度和阻尼大都固定,減振效果不可調(diào),因此影響了駕乘舒適性。新型的減振器如磁流變減振器,雖然其剛度阻尼可以調(diào)節(jié),但是密封要求比較高,無法滿足當前的減振需求。汽車行駛中,受到路面激勵產(chǎn)生振動,傳統(tǒng)減振器將這些振動能量轉(zhuǎn)化為熱能,傳遞到到空氣中。如果將振動能量回收利用,將降低汽車能耗。如何擺脫外界束縛,將自身吸收的振動能量轉(zhuǎn)化為電能儲存,并為磁流變減振器減振提供電能成為亟待解決的問題。本課題旨在設(shè)計一種集減振和自供電于一體的減振器來解決上述問題,因此提出了基于磁流變彈性體的自供電雙轉(zhuǎn)子減振器方案,并對其進行結(jié)構(gòu)設(shè)計、理論分析和仿真研究,具體研究內(nèi)容如下:1、比較分析了國內(nèi)外減振器減振模塊和自供電模塊的研究現(xiàn)狀;闡述了磁流變彈性體的發(fā)展歷程并對幾種主要運動轉(zhuǎn)換方式進行了分析研究。2、分析了磁流變彈性體的制作材料和制備工藝流程;結(jié)合磁流變彈性體兩種工作模式優(yōu)缺點,確定減振器采用擠壓模式;針對磁流變彈性體進行模態(tài)仿真,得到前5階固有頻率,分析其特性;建立磁流變彈性體單自由度質(zhì)量-彈簧-阻尼系統(tǒng)受迫振動模型。3、針對當前減振器剛度和阻尼不可調(diào)節(jié)的不足,提出一種基于磁流變彈性體的雙轉(zhuǎn)子自供電式減振器設(shè)計方案;闡述了系統(tǒng)各個模塊的工作原理,并對各個模塊的重要組成要素進行優(yōu)選;理論分析了減振模塊的磁路并對其進行了結(jié)構(gòu)設(shè)計。4、利用Ansoft Maxwell平臺,對基于磁流變彈性體的雙轉(zhuǎn)子自供電減振器的減振模塊進行有限元仿真,并分析了各部分結(jié)構(gòu)磁場分布;分析系統(tǒng)各部件的磁場云圖,對有磁場集中現(xiàn)象的結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化;分析了不同圓角半徑對鐵芯磁場集中現(xiàn)象的規(guī)律,及不同電流和氣隙下磁流變彈性體的磁感應(yīng)強度,為減振器控制系統(tǒng)設(shè)計和結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供了理論基礎(chǔ)。5、研究了振動對人體的影響和人體各個器官發(fā)生共振的敏感區(qū)域,用均方根的方法評價減振器的減振性能;理論分析了輸入系統(tǒng)、振動系統(tǒng)以及輸出系統(tǒng);簡化汽車復(fù)雜振動系統(tǒng)并建立了兩自由度模型。6、利用Matlab平臺建立B級路面隨機信號,作為Adams仿真的輸入信號;利用Adams平臺建立模型進行動力學仿真,研究了不同的電流強度下,位移和加速度均方根值的變化規(guī)律;進一步研究了在不同的車速下,位移和加速度均方根的變化趨勢,得到磁流變彈性體減振器最優(yōu)參數(shù)。
【關(guān)鍵詞】：減振器 磁流變彈性體 自供電 有限元 兩自由度模型 動力學仿真
【學位授予單位】：青島理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：U463.335.1;TB535.1
【目錄】：

• 摘要10-12
• Abstract12-14
• 第1章 緒論14-30
• 1.1 課題研究背景及意義14
• 1.2 磁流變減振器減振模塊研究現(xiàn)狀14-20
• 1.2.1 國外磁流變減振器減振模塊研究現(xiàn)狀15-18
• 1.2.2 國內(nèi)磁流變減振器減振模塊研究現(xiàn)狀18-19
• 1.2.3 磁流變彈性體的發(fā)展19-20
• 1.3 磁流變減振器自供電模塊研究現(xiàn)狀20-26
• 1.3.1 國外磁流變減振器自供電模塊研究現(xiàn)狀20-23
• 1.3.2 國內(nèi)磁流變減振器自供電模塊研究現(xiàn)狀23-26
• 1.3.3 發(fā)電模塊的運動轉(zhuǎn)換方式26
• 1.4 課題研究內(nèi)容及意義26-27
• 1.4.1 課題研究內(nèi)容26-27
• 1.4.2 課題研究意義27
• 1.5 本章小結(jié)27-30
• 第2章 磁流變彈性體制備和單自由度振動模型30-40
• 2.1 磁流變彈性體制備30-33
• 2.1.1 基體材料30-31
• 2.1.2 磁性粒子31-32
• 2.1.3 添加劑32
• 2.1.4 制備過程32-33
• 2.2 磁流變彈性體工作模式33-34
• 2.3 磁流變彈性體特性分析34-36
• 2.3.1 固有頻率34
• 2.3.2 磁流變彈性體模態(tài)分析34-36
• 2.4 磁流變彈性體單自由度模型36-37
• 2.4.1 主動減振和被動減振36
• 2.4.2 磁流變彈性體振動模型36-37
• 2.5 本章小結(jié)37-40
• 第3章 磁流變彈性體雙轉(zhuǎn)子自供電減振器結(jié)構(gòu)設(shè)計40-60
• 3.1 總體方案設(shè)計40
• 3.2 工作原理40-41
• 3.3 結(jié)構(gòu)要素分析41-49
• 3.3.1 減振模塊重要組成要素41-43
• 3.3.2 發(fā)電模塊重要組成要素43-49
• 3.4 減振模塊磁路分析49-54
• 3.4.1 磁路設(shè)計目的49
• 3.4.2 磁路結(jié)構(gòu)49-50
• 3.4.3 磁路計算和尺寸的確定50-54
• 3.5 減振器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)54-58
• 3.6 本章小結(jié)58-60
• 第4章 磁流變彈性體減振器磁場強度分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化60-80
• 4.1 電磁場理論及有限元方法60-62
• 4.1.1 電磁場有限元分析理論60-61
• 4.1.2 有限元計算方法61
• 4.1.3 電磁場有限元仿真及計算流程61-62
• 4.2 三維磁場建模與仿真62-71
• 4.2.1 3D模型建立62-63
• 4.2.2 3D模型解題程序及后置處理63-69
• 4.2.3 3D模型結(jié)構(gòu)優(yōu)化69-71
• 4.3 二維磁場建模與仿真71-77
• 4.3.1 2D模型建立71-72
• 4.3.2 2D模型解題程序及后置處理72-75
• 4.3.3 2D模型結(jié)構(gòu)優(yōu)化75-77
• 4.4 本章小結(jié)77-80
• 第5章 磁流變彈性體減振器動力學特性參數(shù)分析80-96
• 5.1 人體對振動的反應(yīng)80-82
• 5.2 振動評價標準82-83
• 5.3 減振器系統(tǒng)剛度83-84
• 5.4 系統(tǒng)輸入84-86
• 5.4.1 路面不平度功率譜密度84-85
• 5.4.2 空間功率譜密度轉(zhuǎn)換為時間功率譜密度85
• 5.4.3 隨機路面白噪聲激勵85-86
• 5.5 振動系統(tǒng)86-92
• 5.5.1 減振器彈性特性86-91
• 5.5.2 減振器阻尼特性91-92
• 5.5.3 非懸掛質(zhì)量92
• 5.6 兩自由度振動系統(tǒng)模型建立92-93
• 5.7 本章小結(jié)93-96
• 第6章 磁流變彈性體減振器振動特性仿真分析96-110
• 6.1 ADAMS動力學方程96-97
• 6.2 模型及參數(shù)97-101
• 6.2.1 模型建立97
• 6.2.2 仿真參數(shù)確定97-101
• 6.3 不同磁場下均方根值分析101-106
• 6.4 不同車速下均方根值分析106-107
• 6.5 本章小結(jié)107-110
• 第7章 結(jié)論與建議110-114
• 7.1 結(jié)論110-112
• 7.2 展望112-114
• 參考文獻114-122
• 攻讀碩士學位期間取得的科研成果122-124
• 致謝124

【參考文獻】

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本文編號：739819