傳統(tǒng)的被動懸架系統(tǒng)不能根據(jù)車輛不同的行駛工況及復(fù)雜的道路情況實時進行所需阻尼力的調(diào)整,不能兼顧車輛行駛時的操縱穩(wěn)定性及舒適性。而半主動懸架系統(tǒng)則能實時匹配懸架所需的阻尼力要求,根據(jù)實際情況進行調(diào)整。作為半主動懸架系統(tǒng)執(zhí)行元件的磁流變減振器因其結(jié)構(gòu)簡單、阻尼力可控、輸出阻尼力大、響應(yīng)速度快、動力可調(diào)系數(shù)大、控制相對簡單、能耗低等優(yōu)點,成為目前半主動懸架的主要研究方向。本文以磁流變減振器的最大阻尼力和最大動力可調(diào)系數(shù)為目標函數(shù),以活塞總成結(jié)構(gòu)各參數(shù)為優(yōu)化變量,分析得出對最大阻尼力及最大動力可調(diào)系數(shù)的影響因素。運用多目標遺傳算法并利用mode FRONTIER多目標優(yōu)化軟件,對磁流變減振器結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計,并利用磁場仿真軟件Ansoft Maxwell對優(yōu)化結(jié)果進行磁路仿真驗證,得出優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)平均磁感應(yīng)強度大大提高。最后根據(jù)優(yōu)化解自制磁流變減振器原理樣機并進行工作特性試驗,分析磁流變減振器的性能,通過試驗驗證本文減振器設(shè)計方法的可靠性。開展的具體工作如下:（1）本文根據(jù)某車型懸架減振器的要求,提出了單筒式單出桿磁流變減振器設(shè)計原理,根據(jù)所選擇的工作模式及結(jié)構(gòu)型式,進行磁流變減振器力學(xué)性能分... 

【文章來源】：青島理工大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：116 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

磁流變減振器在汽車懸架上的應(yīng)用Fig.1.1ApplicationofMRDinautomobilesuspension

青島理工大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文45第4章電磁場有限元分析磁流變減振器的設(shè)計原理就是通過改變減振器內(nèi)線圈總成的磁場大小來調(diào)控輸出阻尼力的大小及范圍，因此有必要根據(jù)第3章初步確定的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)建立磁路仿真模型進行分析，驗證結(jié)構(gòu)參數(shù)對磁路磁飽和的可靠性。而活塞總成結(jié)構(gòu)不同，所建立的磁路不同，因而有必要探究活塞結(jié)構(gòu)對磁路的影響并一一分析活塞結(jié)構(gòu)各重要參數(shù)對阻尼通道工作間隙處平均磁感應(yīng)強度的影響，確定設(shè)計參數(shù)范圍，為下一章的多目標參數(shù)優(yōu)化提供設(shè)計變量依據(jù)。4.1磁流變減振器磁路有限元分析4.1.1磁流變減振器磁路有限元模型的建立（1）磁流變減振器磁路幾何結(jié)構(gòu)模型首先是在AnsoftMaxwell軟件里創(chuàng)建項目，選定Magnetostatic求解器進行求解。活塞導(dǎo)電時可以認為是靜態(tài)的導(dǎo)電體，所以選擇Maxwell2D靜磁場進行有限元分析。然后建立磁流變減振器磁路幾何結(jié)構(gòu)模型，由于活塞磁路是軸對稱結(jié)構(gòu)，這里直接建立2D二分之一模型進行仿真分析，不影響求解精度還能減少計算量。在AnsoftMaxwell磁場仿真軟件中根據(jù)表3.2所示的磁流變減振器主要結(jié)構(gòu)參數(shù)建立如圖4.1所示的軸對稱幾何模型。由于活塞外套導(dǎo)向帶、O型密封圈、軸用鋼絲擋圈等對磁場特性影響很小，所以建模時忽略這幾個部件。圖4.1磁路軸對稱幾何模型Fig.4.1Axisymmetricgeometricmodelofmagneticcircuit（2）材料特性定義線圈通電時產(chǎn)生磁場，沿磁活塞鐵芯中部、活塞鐵芯側(cè)面、磁流變液工作間

青島理工大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文47圖4.4材料DT4電工純鐵B-H曲線Fig.4.4TheB-HcurveofMaterialDT4electricianpureiron（3）單元選擇和網(wǎng)格劃分不同結(jié)構(gòu)劃分大小不同的網(wǎng)格，有利于模型的精確求解。對于復(fù)雜結(jié)構(gòu)可以進行局部細分網(wǎng)格，網(wǎng)格劃分越細，計算精度越高。在AnsoftMaxwell磁場仿真軟件中，選擇“InsideSelection”模塊里面的“LengthBased”選項按照單元的長度進行網(wǎng)格劃分�；钊F芯材料單元網(wǎng)格長度設(shè)置為1.5mm，活塞外套單元網(wǎng)格長度設(shè)置為1.0mm，磁流變液阻尼通道間隙處的單元網(wǎng)格長度設(shè)置為0.5mm，線圈部分單元網(wǎng)格長度設(shè)置為1.2mm，剩余部分單元網(wǎng)格長度設(shè)置為2.0mm。設(shè)置后進行磁路網(wǎng)格劃分，如圖4.5所示。圖4.5磁路網(wǎng)格劃分Fig.4.5MagneticCircuitMeshing（4）定義邊界條件和激勵網(wǎng)格劃分后，在軸對稱幾何模型四邊分別設(shè)置奇邊界條件和氣球邊界條件，其中對稱軸為奇邊界條件，其余三邊為氣球邊界條件，并設(shè)置求解域region，最后在線圈區(qū)域設(shè)置激勵，這里定義的是電流值，設(shè)計的線圈匝數(shù)為51匝。對于多匝線圈，電流值應(yīng)該是匝數(shù)與所加電流大小的乘積。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]線圈外置式磁流變阻尼器及其磁場有限元分析[J]. 徐曉美,富春.  拖拉機與農(nóng)用運輸車. 2009(05)
[2]磁流變阻尼器的多目標優(yōu)化設(shè)計與分析[J]. 關(guān)新春,郭鵬飛,歐進萍.  工程力學(xué). 2009(09)
[3]基于正交試驗的磁流變阻尼器結(jié)構(gòu)優(yōu)化[J]. 王治國,王金剛,魏航信.  磁性材料及器件. 2009(03)
[4]沖擊載荷下磁流變阻尼器結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計[J]. 張莉潔,王炅.  計算機仿真. 2009(05)
[5]多線圈式磁流變阻尼器的研制與性能分析[J]. 張琳.  機械制造. 2008(11)
[6]擠壓式磁流變彈性體阻尼器力學(xué)性能測試與分析[J]. 汪建曉,王世旺.  佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版). 2008(02)
[7]基于ANSYS的磁流變阻尼器磁路優(yōu)化設(shè)計[J]. 吳劍,王洪飛.  機電工程. 2008(02)
[8]新型葉片式磁流變阻尼器結(jié)構(gòu)設(shè)計[J]. 張進秋,馮占宗,王洪濤.  裝甲兵工程學(xué)院學(xué)報. 2008(01)
[9]擠壓式磁流變彈性體阻尼器-轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的振動特性試驗[J]. 汪建曉,王世旺,孟光.  航空學(xué)報. 2008(01)
[10]基于磁流變液的回轉(zhuǎn)式阻尼器設(shè)計與有限元分析[J]. 蘇會強,鄭堤.  寧波大學(xué)學(xué)報(理工版). 2007(04)

博士論文
[1]基于磁流變減振器的汽車半主動懸架設(shè)計與控制研究[D]. 陳杰平.合肥工業(yè)大學(xué) 2010
[2]磁流變減振系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 石秀東.南京理工大學(xué) 2006
[3]汽車磁流變半主動懸架控制系統(tǒng)研究[D]. 余淼.重慶大學(xué) 2003
[4]汽車懸架系統(tǒng)磁流變阻尼器研究[D]. 廖昌榮.重慶大學(xué) 2001

碩士論文
[1]基于Pareto多目標遺傳算法的列車節(jié)能運行方法研究[D]. 桂行東.南京理工大學(xué) 2017
[2]電磁場參數(shù)對磁流變液特性的影響及優(yōu)化研究[D]. 袁姝.上海工程技術(shù)大學(xué) 2016
[3]車用磁流變減振器的研究與優(yōu)化[D]. 郭小雙.河北工業(yè)大學(xué) 2015
[4]磁流變減振器多目標優(yōu)化設(shè)計及半主動懸架仿真研究[D]. 古曉科.重慶大學(xué) 2014
[5]泵式磁流變減振器設(shè)計及其在汽車中的仿真應(yīng)用[D]. 鄭福淼.吉林大學(xué) 2014
[6]磁流變減振器結(jié)構(gòu)設(shè)計及優(yōu)化[D]. 潘杰鋒.重慶大學(xué) 2010
[7]磁流變減振器設(shè)計及試驗研究[D]. 蘭文奎.重慶大學(xué) 2007
[8]磁流變減振器設(shè)計及控制系統(tǒng)仿真[D]. 孫鴻.吉林大學(xué) 2006



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