本文關(guān)鍵詞：磁流變液擠—剪特性研究及其在離合器中的仿真應(yīng)用

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【摘要】：磁流變離合器克服了傳統(tǒng)電磁／磁粉／摩擦式離合器易磨損,噪音大等缺點(diǎn),以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、輸出穩(wěn)定、響應(yīng)迅速、能耗低等優(yōu)點(diǎn)近年來(lái)取得了顯著進(jìn)展。但目前依據(jù)剪切模式設(shè)計(jì)的磁流變離合器,因傳遞的轉(zhuǎn)矩較小而體積過(guò)大,無(wú)法滿足工業(yè)需求。因此,高傳動(dòng)性能的磁流變離合器成了一個(gè)很熱的研究課題。 磁流變液在擠壓模式下產(chǎn)生的應(yīng)力比其他模式(流動(dòng)模式,剪切模式)都要高,可用于傳動(dòng)系統(tǒng)中離合器的傳動(dòng)。本文將外磁場(chǎng)作用下固化的磁流變液作為類固體材料,系統(tǒng)研究了其擠壓、拉伸、擠壓-剪切力學(xué)特性,揭示了其力學(xué)性能和鏈結(jié)構(gòu)演化相關(guān)規(guī)律,最后提出基于錐形結(jié)構(gòu)擠壓-剪切混合模式的磁流變離合器,以提高磁流變離合器傳動(dòng)能力,希望由此消除或降低現(xiàn)有磁流變離合器傳遞轉(zhuǎn)矩有限、體積龐大等弊端,將其廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車等接合／分離的傳動(dòng)控制。本文的主要研究?jī)?nèi)容有： 1.分析總結(jié)出目前磁流變離合器的傳動(dòng)弊端,結(jié)合磁流變液擠壓強(qiáng)化技術(shù),提出基于擠壓-剪切模式的磁流變離合器,并介紹了其基本原理。 2.構(gòu)建了磁流變液擠拉剪實(shí)驗(yàn)臺(tái),并利用有限元仿真分析軟件ANSYS對(duì)磁流變液實(shí)驗(yàn)臺(tái)的磁場(chǎng)分布等問(wèn)題進(jìn)行了靜態(tài)磁場(chǎng)優(yōu)化仿真分析。 3.對(duì)磁流變液的剪切、拉伸、擠壓及擠壓后剪切性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究與對(duì)比。研究發(fā)現(xiàn)拉伸應(yīng)力受外磁感應(yīng)強(qiáng)度與顆粒鏈結(jié)構(gòu)影響較大,拉伸過(guò)程其實(shí)是結(jié)構(gòu)加強(qiáng)效應(yīng)和磁場(chǎng)強(qiáng)度下降之間的競(jìng)爭(zhēng)；磁場(chǎng)的增強(qiáng)會(huì)使擠壓應(yīng)力增大,得到了磁流變液擠壓應(yīng)力隨擠壓應(yīng)變變化的一些基本規(guī)律；發(fā)現(xiàn)擠壓過(guò)程在第三區(qū)域顆粒鏈結(jié)構(gòu)會(huì)形成交錯(cuò),這顯示出擠壓加強(qiáng)效應(yīng)；對(duì)磁流變液擠壓后進(jìn)行剪切,其剪切屈服應(yīng)力可以獲得一個(gè)數(shù)量級(jí)以上的提高。 4.從顆粒間的磁相互作用能出發(fā),運(yùn)用能量方法,考慮顆粒局部場(chǎng)和顆粒間摩擦的因素,建立磁流變液的微觀剪切應(yīng)力模型；分析了錐形擠-剪式磁流變離合器傳遞扭矩的組成,以所建立的磁流變液的微觀剪切應(yīng)力模型為基礎(chǔ),推導(dǎo)出輸出扭矩、轉(zhuǎn)速、磁場(chǎng)強(qiáng)度之間的數(shù)學(xué)關(guān)系式。對(duì)錐形擠-剪式磁流變離合器的各個(gè)主要部件進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì),并利用有限元仿真分析軟件ANSYS對(duì)錐形擠-剪式磁流變離合器實(shí)驗(yàn)裝置的磁場(chǎng)分布等問(wèn)題進(jìn)行了靜態(tài)磁場(chǎng)優(yōu)化仿真分析,優(yōu)化了機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
【學(xué)位授予單位】：浙江工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TB381;TH133.4

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1299697