本文關鍵詞：雙線圈磁流變閥結構設計及壓降特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：傳統(tǒng)的液壓閥一般由可以活動的機械部件構成，其通過內(nèi)部可活動零部件的相對運動來實現(xiàn)對液壓系統(tǒng)的控制。由于液壓閥的閥芯在工作過程中需要相對運動，，所以其工藝復雜、加工精度要求較高，相應的成本高，其結構復雜且難于控制。所以研究以智能材料為工作介質(zhì)的液壓控制閥來解決傳統(tǒng)液壓控制閥存在的問題是目前的研究方向。 磁流變液是一種在外加激勵磁場的作用下瞬間產(chǎn)生剪切應力的智能材料。磁流變閥就是基于磁流變液可控的流變特性而設計的，磁流變閥以磁流變液為工作介質(zhì)，一般由閥體、閥芯、端蓋等部分組成，磁流變閥的工作間隙一般由閥體和閥芯之間的縫隙形成。其不存在移動部件，結構簡單，控制性能好。 本文的研究內(nèi)容包括： （1）設計了一種雙線圈圓環(huán)工作間隙磁流變閥，討論了磁流變閥設計的一些關鍵問題，根據(jù)設計要求初步選定了其主要尺寸。在對其進行磁路計算中，校核了部分關鍵尺寸的設計合理性,并計算了繞線圈的應許匝數(shù)。 （2）利用ANSYS軟件對雙線圈磁流變閥進行磁場仿真，設定合理的仿真參數(shù)以及實體模型，對其仿真結果進行后處理且仿真分析。隨后對雙線圈磁流變閥進行優(yōu)化設計，對雙線圈進行優(yōu)化設計的目標是有效地推遲了磁流變閥工作間隙的磁飽和現(xiàn)象的出現(xiàn)，提高磁流變閥的磁流變效能，有效的增大磁流變閥的壓降和可控范圍，提高了其可控性能。 （3）建立雙線圈磁流變閥壓降特性模型，并推理出其壓降特性模型的數(shù)學計算公式。利用MATLAB軟件對雙線圈磁流變閥進行了壓降特性性能仿真，分別仿真了工作間隙厚度、工作流量和閥芯半徑等參數(shù)對壓降的影響。 （4）依據(jù)磁流變閥的設計性能選擇相應的實驗測試的液壓元件，包括電機、齒輪泵、穩(wěn)壓溢流閥、負載溢流閥、流量計、壓力變送器等組裝測試系統(tǒng)所必備的部件并依據(jù)測試原理圖對這些液壓元件進行組裝。然后對雙線圈磁流變閥的壓降特性進行測試，測試磁流變閥在不同工況的運行情況并對實驗測試數(shù)據(jù)進行分析，通過對磁流變閥進行實驗測試來驗證磁流變閥理論設計的正確性和合理性。
【關鍵詞】：磁流變閥 雙線圈 磁場仿真 壓降特性
【學位授予單位】：華東交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TH134;TB381
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第一章 緒論8-17
• 1.1 傳統(tǒng)液壓控制閥的工作原理及應用8-10
• 1.2 磁流變閥國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及應用10-14
• 1.2.1 磁流變液的發(fā)展及其構成10-11
• 1.2.2 磁流變液的工作原理11-12
• 1.2.3 磁流變閥關鍵技術及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 課題研究背景及意義14-15
• 1.4 課題主要研究內(nèi)容15-17
• 第二章 雙線圈磁流變閥結構設計17-27
• 2.1 磁流變閥的工作原理與模式17-19
• 2.2 雙線圈磁流變閥結構設計19-22
• 2.2.1 雙線圈磁流變閥的結構與原理19-20
• 2.2.2 雙線圈磁流變閥的材料選擇20-21
• 2.2.3 磁力線在工作間隙中的方向21
• 2.2.4 工作間隙尺寸21
• 2.2.5 提高磁流變閥壓降的方法21-22
• 2.2.6 雙線圈磁流變閥結構尺寸的設計22
• 2.3 雙線圈磁流變閥的磁路計算22-26
• 2.4 本章小結26-27
• 第三章 雙線圈磁流變閥磁場仿真及結構優(yōu)化設計27-50
• 3.1 ANSYS 有限元電磁場仿真分析軟件27
• 3.2 雙線圈磁流變閥電磁場仿真模型的建立27-29
• 3.2.1 磁流變液的特性參數(shù)27-29
• 3.2.2 雙線圈磁流變閥仿真模型尺寸參數(shù)29
• 3.3 雙線圈磁流變閥電磁場仿真29-35
• 3.3.1 仿真環(huán)境的設定29-30
• 3.3.2 2-D實體模型30-31
• 3.3.3 仿真結果及后處理31-35
• 3.4 雙線圈磁流變閥電磁場仿真分析35-43
• 3.4.1 兩組激勵線圈的通電方向對磁流變閥的影響35-39
• 3.4.2 閥芯加工倒角對磁流變閥的影響39-42
• 3.4.3 工作間隙厚度對磁流變閥的影響42-43
• 3.5 雙線圈磁流變閥結構優(yōu)化設計43-49
• 3.5.1 ANSYS 優(yōu)化設計43-44
• 3.5.2 結構優(yōu)化設計的變量及方法的設定44-45
• 3.5.3 結構優(yōu)化結果分析45-49
• 3.6 本章小結49-50
• 第四章 雙線圈磁流變閥壓降特性建模及性能仿真分析50-57
• 4.1 磁流變閥的壓降計算50-53
• 4.1.1 數(shù)學模型的建立50
• 4.1.2 壓降公式的推導50-53
• 4.2 雙線圈磁流變閥的性能仿真53-56
• 4.2.1 MATLAB 軟件簡介53
• 4.2.2 壓降與工作間隙厚度的關系53-54
• 4.2.3 壓降與閥芯半徑的關系54-55
• 4.2.4 壓降與流量的關系55-56
• 4.3 本章小結56-57
• 第五章 雙線圈磁流變閥壓降特性實驗分析57-69
• 5.1 實驗測試平臺介紹57-60
• 5.1.1 實驗測試軟件57
• 5.1.2 實驗測試平臺57-60
• 5.2 雙線圈磁流變閥壓降特性實驗測試60-68
• 5.2.1 兩組激勵線圈不同通電方式的實驗測試60-61
• 5.2.2 兩組激勵線圈通不同大小電流的實驗測試61-62
• 5.2.3 磁流變閥施加不同負載的實驗測試62-65
• 5.2.4 兩組激勵線圈的其中一組固定不同電流的實驗測試65-68
• 5.3 本章小結68-69
• 第六章 結論及展望69-71
• 6.1 全文工作總結69-70
• 6.2 后續(xù)工作展望70-71
• 參考文獻71-73
• 附錄 雙線圈磁流變閥部分零件圖73-74
• 個人簡歷 讀研期間發(fā)表的學術論文及專利74-75
• 致謝75

【參考文獻】

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  本文關鍵詞：雙線圈磁流變閥結構設計及壓降特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：299722