液壓執(zhí)行器系統(tǒng)不僅廣泛應(yīng)用于民用機(jī)械加工、車輛和建筑行業(yè),而且在航天、航空以及軍工產(chǎn)品也得到廣泛應(yīng)用。液壓控制閥作為液壓執(zhí)行器的核心控制單元之一直接影響到液壓執(zhí)行器的靜特性、動特性及工作可靠性。傳統(tǒng)的液壓控制閥由于存在活動的機(jī)械部件,不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大、加工要求高、容易磨損、成本高,而且還存在不易控制、響應(yīng)慢、工作噪聲大、工作可靠性低等問題。因此尋求一種結(jié)構(gòu)簡單、動作可靠、易于控制、響應(yīng)快的液壓控制閥是液壓執(zhí)行器急于解決的問題。 近年來,隨著對智能材料與結(jié)構(gòu)(Smart Materials and Structures)研究的不斷深入,基于智能流體(Smart Fluids)的智能執(zhí)行器的研究與應(yīng)用受到廣泛重視。磁流變(Magnetorheological, MR)液作為智能流體的一種典型代表,已被成功應(yīng)用于開發(fā)各種可控制器件。本文作者提出并研究了兩種不同阻尼間隙的磁流變閥的原理與結(jié)構(gòu),在此基礎(chǔ)上研究并實現(xiàn)了一種具有阻尼特性的磁流變液壓執(zhí)行器的原理。由于磁流變閥采用電信號控制,無相對移動部件,不僅結(jié)構(gòu)簡單、運動可靠,而且控制方便、響應(yīng)速度快,可以改善液壓執(zhí)行器的性能。本文的主要研究工...

【文章頁數(shù)】：112 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
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英文摘要
1 緒論
    1.1 液壓執(zhí)行器的發(fā)展與應(yīng)用
    1.2 磁流變液
        1.2.1 磁流變液的組成和特性
        1.2.2 磁流變液的工作機(jī)理和剪切力分析
        1.2.3 影響磁流變液性能的主要因素
        1.2.4 磁流變液的應(yīng)用
    1.3 問題的提出和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 問題的提出
        1.3.2 磁流變閥和磁流變液壓執(zhí)行器的研究現(xiàn)狀
    1.4 本文研究的目的及研究內(nèi)容
        1.4.1 本文研究的目的
        1.4.2 本文的研究內(nèi)容
2 磁流變閥的原理與結(jié)構(gòu)的研究
    2.1 磁流變閥的原理
    2.2 磁流變閥的工作模式
    2.3 磁流變閥設(shè)計的若干問題
        2.3.1 磁力線在阻尼間隙的方向
        2.3.2 磁路設(shè)計中導(dǎo)磁材料和隔磁材料的選擇
        2.3.3 阻尼間隙尺寸設(shè)計
        2.3.4 提高磁流變閥的阻尼力的方法
    2.4 具有圓環(huán)阻尼間隙的磁流變閥
        2.4.1 具有圓環(huán)阻尼間隙磁流變閥的原理與結(jié)構(gòu)
        2.4.2 磁流變閥的材料選擇
        2.4.3 具有圓環(huán)阻尼間隙磁流變閥的磁路計算
    2.5 同時具有圓環(huán)和圓盤阻尼間隙的磁流變閥
        2.5.1 同時具有圓環(huán)和圓盤阻尼間隙磁流變閥的原理與結(jié)構(gòu)
        2.5.2 同時具有圓環(huán)和圓盤阻尼間隙磁流變閥的磁路計算
    2.6 本章小結(jié)
3 磁流變閥的磁場仿真分析
    3.1 引言
    3.2 有限元分析軟件ANSYS 及其磁場仿真
        3.2.1 有限元分析軟件ANSYS
        3.2.2 基于ANSYS 的磁路仿真
    3.3 磁流變液及磁流變閥的參數(shù)
        3.3.1 磁流變液的參數(shù)特性
        3.3.2 磁流變閥的尺寸參數(shù)
    3.4 圓環(huán)阻尼間隙磁流變閥的磁場仿真
        3.4.1 仿真環(huán)境的描述
        3.4.2 實體模型的構(gòu)成
        3.4.3 磁場仿真分析
    3.5 同時具有兩種阻尼間隙的磁流變閥的磁場仿真
        3.5.1 實體模型的構(gòu)成
        3.5.2 仿真分析
    3.6 兩種磁流變閥磁場仿真的比較
    3.7 本章小結(jié)
4 磁流變閥的性能仿真
    4.1 引言
    4.2 兩種磁流變閥的數(shù)學(xué)模型
        4.2.1 圓環(huán)阻尼間隙的數(shù)學(xué)模型
        4.2.2 圓盤阻力間隙的數(shù)學(xué)模型
        4.2.3 兩種阻尼間隙同時存在時的數(shù)學(xué)模型
    4.3 磁流變閥的性能仿真
    4.4 本章小結(jié)
5 磁流變閥的性能測試
    5.1 實驗系統(tǒng)
        5.1.1 基于dSPACE 的快速原型實驗系統(tǒng)
        5.1.2 實驗軟件介紹
        5.1.3 測試系統(tǒng)介紹
    5.2 具有圓環(huán)阻尼間隙的磁流變閥的測試
        5.2.1 無激勵電流時磁流變閥及系統(tǒng)的工作特性
        5.2.2 不同激勵電流作用時磁流變閥及系統(tǒng)的工作特性
    5.3 同時具有圓環(huán)和圓盤的阻尼間隙磁流變閥的測試
        5.3.1 無激勵電流時磁流變閥及系統(tǒng)的工作特性
        5.3.2 不同激勵電流作用時磁流變閥及系統(tǒng)的工作特性
    5.4 兩種磁流變閥測試結(jié)果的比較分析
    5.5 本章小節(jié)
6 具有阻尼特性的磁流變液壓執(zhí)行器的研究
    6.1 引言
    6.2 具有阻尼特性的磁流變液壓執(zhí)行器的原理
        6.2.1 具有阻尼特性的磁流變液壓執(zhí)行器的定位(或驅(qū)動)原理
        6.2.2 具有阻尼特性的磁流變液壓執(zhí)行器產(chǎn)生可控阻尼的原理
    6.3 具有阻尼特性的磁流變液壓執(zhí)行器可控阻尼力的計算模型
        6.3.1 Newton 流體阻尼力計算模型
        6.3.2 Bingham 流體阻尼力計算模型
    6.4 具有阻尼特性的磁流變液壓執(zhí)行器定位和驅(qū)動時效率的研究
        6.4.1 磁流變閥工作在Newton 流體狀態(tài)下阻斷性能的研究
        6.4.2 磁流變閥工作在Bingham 流體狀態(tài)下阻斷性能的研究
        6.4.3 執(zhí)行器系統(tǒng)的效率研究
    6.5 具有阻尼特性的磁流變液壓執(zhí)行器的快速原型及原型測試系統(tǒng)
    6.6 本章小節(jié)
7 結(jié)論和后續(xù)工作展望
    7.1 全文工作總結(jié)
    7.2 論文工作的貢獻(xiàn)與創(chuàng)新點
    7.3 后續(xù)工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄:作者在攻讀碩士期間發(fā)表的論文及申請的專利
獨創(chuàng)性聲明
學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書



本文編號：3760058