【摘要】：隨著汽車行業(yè)的蓬勃發(fā)展,人們對(duì)汽車制動(dòng)系統(tǒng)的安全性要求也越來越高。汽車制動(dòng)器作為汽車制動(dòng)系統(tǒng)中最重要的一環(huán),其制動(dòng)性能的好壞直接影響到人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。磁流變制動(dòng)器是一種20世紀(jì)90年代興起的智能材料制動(dòng)器,其具有響應(yīng)速度快、制動(dòng)噪聲小、可調(diào)節(jié)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),是汽車制動(dòng)器的研究熱點(diǎn)和發(fā)展方向之一。然而,由于磁流變效應(yīng)機(jī)理較為復(fù)雜,磁流變制動(dòng)器性能影響因素較多,使得目前國內(nèi)外基于磁流變效應(yīng)的制動(dòng)器主要還處于研究階段。通過文獻(xiàn)調(diào)研發(fā)現(xiàn)壁面滑移效應(yīng)會(huì)對(duì)磁流變液的力學(xué)性能產(chǎn)生影響,但其機(jī)理以及對(duì)磁流變制動(dòng)器制動(dòng)性能的影響規(guī)律還未得到深入研究。因此,本文圍繞這一主題,開展基于磁流變液的壁面滑移效應(yīng)及其對(duì)制動(dòng)性能的影響規(guī)律研究。本文首先對(duì)磁流變液的壁面滑移特性及機(jī)理進(jìn)行研究。使用安東帕MCR302流變儀對(duì)不同體積分?jǐn)?shù)的磁流變液的壁面滑移特性進(jìn)行測(cè)試;研究壁面滑移特性對(duì)磁流變液的粘度值和屈服應(yīng)力的影響規(guī)律;針對(duì)磁流變液的壁面滑移特性提出了一種機(jī)理并建立磁流變液粘度和屈服應(yīng)力的壁面滑移模型。以雙盤式磁流變制動(dòng)器為研究對(duì)象,對(duì)其磁路進(jìn)行計(jì)算;基于磁流變液的壁面滑移特性和磁流變制動(dòng)器的工作原理,建立磁流變制動(dòng)器的制動(dòng)力矩模型;通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證其正確性并與Bingham制動(dòng)力矩模型進(jìn)行了對(duì)比。基于磁流變液壁面滑移機(jī)理和制動(dòng)力矩模型,選擇在轉(zhuǎn)子盤表面加工凹槽的方法增加磁流變制動(dòng)器傳動(dòng)表面粗糙度,從而增大磁性顆粒與傳動(dòng)界面的電磁作用力和摩擦力,達(dá)到抑制壁面滑移效應(yīng)提升磁流變制動(dòng)器制動(dòng)力矩的目的;采用數(shù)值仿真分析不同凹槽結(jié)構(gòu)對(duì)磁流變制動(dòng)器磁場(chǎng)和壁面滑移效應(yīng)的影響,選擇合適的凹槽結(jié)構(gòu)。對(duì)磁流變液基本性能進(jìn)行測(cè)試;根據(jù)仿真所得凹槽結(jié)構(gòu)完成磁流變制動(dòng)器的研制與裝配,結(jié)合實(shí)驗(yàn)內(nèi)容搭建制動(dòng)裝置性能試驗(yàn)平臺(tái);對(duì)磁流變制動(dòng)器的溫度特性和力矩特性進(jìn)行測(cè)試,進(jìn)一步研究壁面滑移特性對(duì)磁流變液制動(dòng)性能的影響。本文研究結(jié)果:揭示了磁流變液壁面滑移規(guī)律并建立了壁面滑移模型,將其與磁流變制動(dòng)器的制動(dòng)原理相結(jié)合,建立磁流變制動(dòng)器的制動(dòng)力矩模型,分析不同工況下磁流變液的壁面滑移特性對(duì)磁流變制動(dòng)器的影響規(guī)律;考慮到壁面滑移效應(yīng)對(duì)磁流變制動(dòng)器的影響,在數(shù)值仿真的基礎(chǔ)上選擇合適的轉(zhuǎn)子盤表面結(jié)構(gòu)來抑制壁面滑移效應(yīng),并通過仿真與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證其合理性,進(jìn)而研究磁流變液壁面滑移特性對(duì)制動(dòng)性能的影響。本文的研究成果對(duì)基于磁流變效應(yīng)的制動(dòng)器工程應(yīng)用奠定理論與實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：福州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U463.51
【圖文】：

圖１－１邋Ｒａｂｉｎｏｗ發(fā)明的磁流變液離合器［１］逡逑磁流變液及其效應(yīng)最早是由美國工程師Ｊａｃｏｂ邋Ｒａｂｉｎｏｗ于１９４８年所發(fā)現(xiàn)的，其所設(shè)計(jì)逡逑的磁流變液離合裝置在通電之后可以承受一成年女子的重量［１］，如圖１－１。但由于磁流變液逡逑材料本身的沉降穩(wěn)定性較低、磁流變裝置的設(shè)計(jì)復(fù)雜性導(dǎo)致了當(dāng)時(shí)研宄的重心并沒有放在逡逑磁流變液上，而是更多研宄電流變液及其器件［２］。隨著科技的發(fā)展和進(jìn)步，人們對(duì)材料和逡逑器件的要求越來越高，而電流變液的剪切應(yīng)力小，對(duì)電源電壓要求較高，密封難等問題又逡逑始終難以解決。而磁流變液的高剪切應(yīng)力，電壓要求低，密封性好等優(yōu)點(diǎn)也因此受到了各逡逑國學(xué)者的青睞，隨后各國學(xué)者逐漸將研宄重心放在了磁流變液的研宄方面。為了促進(jìn)磁流逡逑變材料的發(fā)展和各國之間的學(xué)術(shù)交流，每隔兩年都會(huì)舉辦一次國際電磁流變會(huì)議。目前，逡逑最近一屆的國際會(huì)議于２０１６年７月在韓國仁川舉行［３］。逡逑在國際上對(duì)于磁流變液材料的研宄，Ｌ６ｐｅｚ邋以雙乳液基液模板制備了磁流變液其可逡逑以通過改變磁場(chǎng)大小來實(shí)現(xiàn)聚合物磁性粒子的制備和傳輸。Ｓｅｄｌａｃｉｌｃ邋Ｍ［５］等人將石墨烯等復(fù)逡逑合材料加入磁流變液中提高了磁流變液的沉降穩(wěn)定性和分散性。ＧａｎｇａｄｈａｉＷ６１采用植物油逡逑作為基液制備了磁流變液，并對(duì)其流變學(xué)特性進(jìn)行研究，實(shí)驗(yàn)表明植物油為基液的磁流變逡逑液穩(wěn)定性高。Ｍｉｃｈａｌ邋Ｓｅｄｌａｄｋａｍ對(duì)磁性顆粒的表面進(jìn)行等離子處理

可控、可逆性等特點(diǎn)，使其在工程應(yīng)用和材料研宄領(lǐng)域受到了廣泛的關(guān)注。逡逑WW逡逑＇ＶＰ邋ＨＩＷ逡逑圖１－１邋Ｒａｂｉｎｏｗ發(fā)明的磁流變液離合器［１］逡逑磁流變液及其效應(yīng)最早是由美國工程師Ｊａｃｏｂ邋Ｒａｂｉｎｏｗ于１９４８年所發(fā)現(xiàn)的，其所設(shè)計(jì)逡逑的磁流變液離合裝置在通電之后可以承受一成年女子的重量［１］，如圖１－１。但由于磁流變液逡逑材料本身的沉降穩(wěn)定性較低、磁流變裝置的設(shè)計(jì)復(fù)雜性導(dǎo)致了當(dāng)時(shí)研宄的重心并沒有放在逡逑磁流變液上，而是更多研宄電流變液及其器件［２］。隨著科技的發(fā)展和進(jìn)步，人們對(duì)材料和逡逑器件的要求越來越高，而電流變液的剪切應(yīng)力小，對(duì)電源電壓要求較高，密封難等問題又逡逑始終難以解決。而磁流變液的高剪切應(yīng)力，電壓要求低，密封性好等優(yōu)點(diǎn)也因此受到了各逡逑國學(xué)者的青睞，隨后各國學(xué)者逐漸將研宄重心放在了磁流變液的研宄方面。為了促進(jìn)磁流逡逑變材料的發(fā)展和各國之間的學(xué)術(shù)交流，每隔兩年都會(huì)舉辦一次國際電磁流變會(huì)議。目前，逡逑最近一屆的國際會(huì)議于２０１６年７月在韓國仁川舉行［３］。逡逑在國際上對(duì)于磁流變液材料的研宄

ｒｉｇｉｄ邋＞逡逑Ｌａｍｂｄａ邋ｒａｔｉｏ，邋Ｘ逡逑圖１－２磁流變液形態(tài)轉(zhuǎn)變圖［２８］逡逑在國內(nèi)方面，趙春偉［２８］等研宄了磁流變液的四種結(jié)構(gòu)演化過程，其中包括成型、拉伸、逡逑斷裂、重組并提出其相應(yīng)模型。季海峰［２９］考慮溫度對(duì)磁流變液的影響建立了新的本構(gòu)模型逡逑３逡逑

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本文編號(hào)：2767373