磁流體是一種新型的功能材料,兼有固體磁性材料的導(dǎo)磁性和液體的流動性及粘性等特性。力矩馬達是電液伺服閥中的電——機械轉(zhuǎn)換裝置,其輸出力矩特性對伺服閥性能具有較大的影響。因此可以采用磁流體來改善電液伺服閥力矩馬達的輸出力矩特性,將磁流體添加到伺服閥力矩馬達的工作間隙中,一方面由于力矩馬達氣隙中磁導(dǎo)率的提高,力矩馬達的磁路效率和輸出扭矩將增大;另一方面,磁流體可增大銜鐵的阻尼,減小振動,從而提高了伺服閥穩(wěn)定性。本文針對磁流體對力矩馬達的動態(tài)阻尼特性進行分析,提出了基于非牛頓流體特性的粘性阻尼模型,同時建立了磁流體彈性力模型,明確了磁流體對力矩馬達的動態(tài)阻尼作用機理并總結(jié)出了磁流體動態(tài)阻尼的作用規(guī)律。本文首先給出了力矩馬達的力平衡方程,推導(dǎo)出基于非牛頓流體的磁流體粘性阻尼模型以及磁流體的彈性力模型,其次利用COMSOL仿真軟件對非牛頓流體擠壓流進行仿真分析,以及采用Maxwell電磁場分析軟件進行了添加磁流體的力矩馬達二維有限元分析。試驗研究了磁流體的對力矩馬達的動態(tài)阻尼,將試驗與仿真結(jié)果進行對比,得出了磁流體的動態(tài)阻尼作用規(guī)律,從而對力矩馬達的動態(tài)特性及伺服閥整體特性的改善奠定了理論基礎(chǔ)。 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題來源及研究目的和意義
    1.2 力矩馬達研究現(xiàn)狀
    1.3 磁流體研究現(xiàn)狀
    1.4 非牛頓流體研究現(xiàn)狀
    1.5 本課題主要研究內(nèi)容
第2章 力矩馬達及磁流體作用力的數(shù)學(xué)模型
    2.1 力矩馬達數(shù)學(xué)模型
        2.1.1 力矩馬達的工作原理及運動方程
        2.1.2 添加磁流體的力矩馬達運動方程
    2.2 磁流體對力矩馬達作用模型
        2.2.1 磁流體的非牛頓流體特性
        2.2.2 基于非牛頓流體特性的磁流體粘性阻尼模型
        2.2.3 基于磁場的磁流體彈性力模型
    2.3 本章小結(jié)
第3章 磁流體磁場及流場的仿真研究
    3.1 有限元分析原理及軟件介紹
        3.1.1 有限元分析原理
        3.1.2 Ansoft軟件介紹
        3.1.3 COMSOL軟件介紹
    3.2 磁流體的磁場有限元分析
        3.2.1 磁場分析過程概述
        3.2.2 磁場分析結(jié)果
    3.3 磁流體的擠壓流場分析
        3.3.1 流場分析過程概述
        3.3.2 擠壓流場分析結(jié)果
    3.4 磁流體動態(tài)擠壓阻尼力矩分析
    3.5 磁流體動態(tài)剪切阻尼力矩分析
    3.6 本章小結(jié)
第4章 磁流體作用力試驗研究
    4.1 磁流體作用力試驗
        4.1.1 試驗原理
        4.1.2 激光位移傳感器原理
    4.2 試驗設(shè)備介紹
        4.2.1 電源
        4.2.2 力矩馬達
        4.2.3 激光位移傳感器
        4.2.4 磁流體
    4.3 試驗過程及數(shù)據(jù)分析
    4.4 磁流體動態(tài)粘性阻尼力矩試驗與模型比較
    4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
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[5]磁性液體的研究現(xiàn)狀[J]. 馬來鵬,尹衍升.  四川化工. 2005(03)
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博士論文
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碩士論文
[1]電流變液平行圓盤擠壓流的理論分析[D]. 楊士普.清華大學(xué) 2005
[2]磁流體密封裝置的設(shè)計與密封實驗研究[D]. 陳達暢.汕頭大學(xué) 2005
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本文編號：3410355