本文選題：磁流變液 + 環(huán)槽式��； 參考：《重慶理工大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：磁流變液作為一種新型智能材料,在外加磁場(chǎng)的作用下,其流變特性將發(fā)生迅速變化,表現(xiàn)出可控的屈服強(qiáng)度,而且這種變化是可逆的。磁流變液這種可控的磁流變效應(yīng),引起國內(nèi)外學(xué)者的高度重視,并對(duì)磁流變液材料及其應(yīng)用進(jìn)行了大量的研究。本文基于國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目“熱效應(yīng)下形狀記憶合金合金驅(qū)動(dòng)的磁流變傳動(dòng)機(jī)理及應(yīng)用(51175532)”,對(duì)環(huán)槽式磁流變制動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)及磁路參數(shù)進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算,采用仿真的方法驗(yàn)證設(shè)計(jì)的合理性,最后通過實(shí)驗(yàn)的方法對(duì)磁流變液的制動(dòng)性能進(jìn)行了研究分析。本文的主要研究工作如下:1)介紹了磁流變液的組成;對(duì)磁流變液的制備工藝進(jìn)行了說明;闡述了磁流變液三大特性,并基于三種本構(gòu)模型具體分析了外加磁場(chǎng)作用下磁流變液的流動(dòng)特性。2)分析了圓盤式磁流變制動(dòng)裝置的工作原理,建立了制動(dòng)力矩分析模型,并基于Bingham模型采用微元法推導(dǎo)出了制動(dòng)力矩方程;根據(jù)制動(dòng)裝置所要滿足的制動(dòng)力矩的要求,進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和磁路設(shè)計(jì),并通過ANSYS仿真分析驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的合理性。3)分析了圓筒式磁流變制動(dòng)裝置的工作原理,建立了制動(dòng)力矩分析模型,并基于Bingham模型推導(dǎo)出了制動(dòng)力矩方程;根據(jù)制動(dòng)裝置所要滿足的制動(dòng)力矩的要求,進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和磁路設(shè)計(jì),并通過ANSYS仿真分析驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的合理性。4)對(duì)比分析了圓盤式與圓筒式磁流變制動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果以及仿真分析結(jié)果,結(jié)果表明,圓盤式磁流變制動(dòng)裝置的制動(dòng)性能較好,這是研究環(huán)槽式磁流變制動(dòng)裝置的理論基礎(chǔ)及意義所在。5)闡述了環(huán)槽式磁流變制動(dòng)裝置的工作原理,分析了環(huán)槽間隙磁流變液的流動(dòng)特性,建立了環(huán)槽間隙剪切傳力模型;推導(dǎo)了制動(dòng)力矩方程,并分析了磁場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)制動(dòng)力矩以及制動(dòng)時(shí)間的影響;對(duì)影響制動(dòng)性能的三大因素進(jìn)行了定量分析;對(duì)環(huán)槽式磁流變制動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)尺寸以及磁路進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算,根據(jù)計(jì)算結(jié)果對(duì)其進(jìn)行了仿真分析,驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的合理性。6)通過實(shí)驗(yàn)測(cè)試了磁場(chǎng)強(qiáng)度與制動(dòng)力矩的關(guān)系,對(duì)實(shí)測(cè)值與理論值進(jìn)行了比較,從而驗(yàn)證了制動(dòng)力矩方程的正確性。通過實(shí)驗(yàn)得到了磁場(chǎng)強(qiáng)度、溫度、剪應(yīng)變率與剪切應(yīng)力的關(guān)系,并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了具體分析。
[Abstract]:As a new type of intelligent material, the rheological properties of magnetorheological fluid (MRF) under the action of external magnetic field will change rapidly, showing controllable yield strength, and this change is reversible. The controllable magneto-rheological effect of magnetorheological fluid (MRF) has attracted great attention of scholars at home and abroad, and a great deal of research has been done on MRF materials and their applications. Based on the project supported by the National Natural Science Foundation of China, "the mechanism and application of magneto-rheological drive driven by shape memory alloy under thermal effect" (51175532), the structure and magnetic circuit parameters of ring slot type magneto-rheological braking device are designed and calculated. The simulation method is used to verify the rationality of the design. Finally, the braking performance of the MRF is studied and analyzed by the experimental method. The main research work of this paper is as follows: (1) the composition of the magnetorheological fluid is introduced; the preparation process of the MRF is described; and the three main characteristics of the MRF are described. Based on three constitutive models, the flow characteristics of magnetorheological fluid under the action of external magnetic field are analyzed in detail. 2) the working principle of disk magneto-rheological braking device is analyzed, and the braking moment analysis model is established. Based on the Bingham model, the braking moment equation is derived by using the differential element method, and the structure design and magnetic circuit design are carried out according to the braking torque requirements of the brake device. The rationality of the design is verified by ANSYS simulation. 3) the working principle of the cylinder MRF is analyzed, the braking torque analysis model is established, and the braking torque equation is derived based on the Bingham model. According to the requirements of braking torque, the structure design and magnetic circuit design are carried out. The rationality of the design is verified by ANSYS simulation. 4) the results of design calculation and simulation analysis of disk type and cylinder type magnetorheological brake device are compared and analyzed. The results show that the disc type magnetic rheological braking device has better braking performance. This is the theoretical basis and significance of the ring groove magnetorheological braking device (5. 5) the working principle of the ring slot magnetorheological braking device is expounded, the flow characteristics of the ring groove clearance magnetorheological fluid is analyzed, and the shear force transfer model of the ring groove clearance is established. The equation of braking moment is deduced, the influence of magnetic field intensity on braking moment and braking time is analyzed, and the three factors affecting braking performance are analyzed quantitatively. The structure size and magnetic circuit of the ring slot type magneto-rheological braking device are designed and calculated. According to the results of the calculation, the rationality of the design is verified. 6) the relationship between the magnetic field intensity and the braking moment is tested through experiments. The measured value is compared with the theoretical value, which verifies the correctness of the braking moment equation. The relationship between magnetic field strength, temperature, shear strain rate and shear stress is obtained by experiments, and the experimental results are analyzed in detail.
【學(xué)位授予單位】：重慶理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TB381

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本文編號(hào)：2101793