馈能型磁流变减振器的设计与仿真研究

磁流变减振器基于Matlab 的仿真分析摘要：基于磁流变减振器在汽车悬架减振系统半主动控制中的广泛应用，根据磁流变液的特点和磁流变减振器阻尼力与结构参数的关系，设计了新型的磁流变减振器，并对影响磁流变减振器性能的参数进行了仿真。

仿真表明，该磁流变减振器设计计算是一种能优化阻尼力的有效算法。

关键词：磁流变减振器；半主动控制；磁流变液1.1减振器的阻尼力计算模型本文选用剪切阀式磁流变阻尼器工作模式进行结构设计，在结构设计前，必须明确该工作模式磁流变液的流变方程，继而推导出磁流变阻尼力的计算模型，这是结构设计过程中的依据所在。

基于剪切阀式磁流变阻尼器的阻尼通道的宽度远大于其阻尼间隙，因而可简化成磁流变液在两相对运动平板之间的运动。

为了简化分析，工作于剪切阀式的磁流变阻尼力可以看成是在阀式工作模式下的阻尼力和剪切工作模式下阻尼力的叠加。

在外加磁场作用下，磁流变液表现Bingham 流体，其磁流变液在平板的流动和速度分布如图1.1所示，其本构关系可用下列方程描述：y u y u y d dd d ηττ+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=sgn y ττ> （1.1）0=dyduy ττ≤ （1.2）图1.1 磁流变液在平板中的流动和速度分布在阀式工作模式下磁流变液的速度分布如图1.1所示。

假设磁流变液的体积流速Q 在x 方向上一维流动，在y 方向上不流动。

设两平板之间的间隙为h ，长度为L ，宽度为b ，由流体力学可得下列微分方程：⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂+∂∂+∂∂=∂∂+∂∂y u v x u u t u y x yx xx ρτσ （1.3） 式中u 、v 分别是磁流变液在x 、y 方向上的流动速度；x xy ∂∂σ是磁流变液在x 方向的压力梯度，为了简化将压力梯度是为x 方向线性变化xxy ∂∂σ=lp-∆，l 是阻尼通道的长度；p ∆是阻尼通道两端的压力差；ρ是磁流变液的密度；t 是时间变量；由于流动速度低，可不计惯性效应，0=∂∂yu；令沿x 的剪切应力ττ=xy ，由于磁流变流动的连续性，沿x 方向的速度不变即0=∂∂=∂∂=∂∂tu y u x u 则方程（1.3）简化为： lp ∆=dy d τ （1.4） 对其积分可得：1pD y l+∆=τ （1.5）D 是待定的积分常数。

磁流变减振系统控制算法仿真分析摘要：本文运用模拟技术分析的方法，对磁流变阻尼器减振系统力学模型和动力学特性进行了研究，并以现代控制观点出发建立适宜实际应用的控制策略在外部激励作用下的半主动控制进行了研究。

对多自由度简单屋架结构进行仿真分析。

关键字：磁流变阻尼器、控制、SIMULINK仿真、LQRThis dissertation pays more attentions on the use of theoretical analysis and numerical simulation approach are conducted to characterize the dynamical performance of the MR damper and vibration damping control algorithm for the design and implementation of research. With modern control theory to establish the practical application of appropriate control strategy which can be applied to roof trusses, large space structures under external excitation of the semi-active control.Keyword: Magneto-Rheological damper, Control, SIMULINK、LQR0 引言磁流变液是近年来发展迅速的一种智能材料。

由磁流变阻尼器构成的磁流变减振系统具有阻尼连续可调、功耗低、动态范围宽、响应速度快等特点，是比较理想的半主动减振系统。

磁流变阻尼器减振系统应用于大型结构减振的研究还处于起步阶段，因此对磁流变阻尼器减振系统的控制策略与应用的研究非常有意义。

磁流变液减振器结构设计及仿真结果分析由于结构设计和磁路仿真是一个相互优化的过程，首先通过理论确定基本参数，然后通过磁路仿真设计磁路，通过修改设计参数来优化磁路，最终确定具体尺寸。

基本结构如图1所示。

一、基本结构设计图1 减振器的基本结构(1) 磁流变液减振器阻尼力：根据宾汉姆模型，考虑到压力补偿00203123sgn()4p g gp p y F PA P A F F P A LQ L d A A v P Dh h ητπηππτ=∆+=++=++ 当活塞拉伸时，活塞有效作用面积应为()224p D d A π-=，当活塞压缩时，活塞的有效作用面积为24p D A π=。

p Q A v =为流速，,D d 分别为活塞杆外径内(2) 已确定的尺寸：根据最大阻力和缸内的最大强度近似估计工作缸的直径:由公式1D = 取减振器拉伸行程的最大卸荷力max 2500F N =，缸内最大容许压力[]4P MPa =，0.3λ取，得出1=30D ，由此得d=9，若取d=12.4，反算max =2344N F ，仍然满足要求。

工作缸内径130D =，活塞头直径D=28，活塞杆直径d=12.4；工作间隙h=1(3)有效长度： 我国公路路面B, C 及路面占的比重大，建立普通减振器仿真模型，可知减振器的速度一般在O.15m/s 以下，所以根据减振器实验结果，设在O.15m/s,I=OA 时，压缩阻尼力为360N()222203336044L D d d F v p Dh πηπ-=+=零场粘度η=0.8，气体压力02p MPa =,v=0.15m/s由此得出有效长度30L =(4)线圈匝数：当工作电流为2A 时，最大可调阻尼力()22max 3360234436019844y L D d F F N h τπτ-==-=-=44.5y k P a τ=由MRF-J01磁流变液y B τ-曲线最小二乘法拟合得：140y B τ=由于活塞、缸筒等材料的磁导率要比磁流变液高出许多，相对气隙的磁阻来说很小，可以忽略。

基于磁流变动力减振系统的建模与仿真分析
廖逸杰;张永亮;王恒;姜坤
【期刊名称】《电子科技》
【年(卷),期】2016(029)009
【摘要】将磁流变技术应用于普通CA6140车床跟刀架,设计了一种挤压模式的磁流变动力减振系统.建立了基于磁流变动力减振器的跟刀架系统动力学模型,并通过数值仿真验证了其减振效果.利用Adams软件对磁流变动力减振系统的动力学响应进行仿真分析,仿真结果验证了上述理论分析的正确性,同时也表明磁流变动力减振装置可对车削颤振进行有效的抑制.
【总页数】4页(P75-78)
【作者】廖逸杰;张永亮;王恒;姜坤
【作者单位】上海理工大学机械工程学院,上海200093;上海理工大学机械工程学院,上海200093;上海理工大学机械工程学院,上海200093;上海理工大学机械工程学院,上海200093
【正文语种】中文
【中图分类】TGS02.36
【相关文献】
1.基于磁流变弹性体的汽车减振系统仿真分析 [J], 曹宽宽;邓益民;叶伟强
2.基于磁流变机理的车床减振系统动力学研究 [J], 张玮;张永亮;闫冬;徐振华
3.基于粒子群优化算法的磁流变阻尼器多项式动力学建模方法 [J], 董致臻;冯志敏;
伍广彬;刘小锋
4.基于Matlab的复合电源混合动力汽车建模及动力特性仿真分析 [J], 戚金凤
5.基于半主动控制的磁流变阻尼器建模与仿真分析 [J], 孟建军;张瑞东;陈彦丰因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

自供电磁流变减振器设计及实验研究蒋学争;王炅【摘要】Regarding the problem that the external power supply is required in the current magneto-rheological (MR) damper system,a self-powered MR damper is designed based on the piezoelectric vibration energy harvesting technology. The structure and dynamic equation for the self-powered MR damper are derived. A prototype is fabricated and tested to evaluate the vibration isolation capability of the self-powered MR damper. The test results show that, under the outside vibration, the self-powered MR damper can collect the electric energy to activate electromagnetic coils inside the damper, change its damping characteristics, and achieve the self-powered function.%针对目前磁流变减振器需要外部电能输入的问题,该文利用压电振动能量捕获技术设计了一种无需外部电能输入的自供电磁流变减振器.论述了该自供电磁流变减振器的结构及其压电能量捕获理论模型,设计加工了自供电磁流变减振器的器件原型,并在实验台架上对其进行实验验证.结果表明:在外界振动作用下,该自供电磁流变减振器可以在无需外界电能输入的条件下改变阻尼特性,实现磁流变减振器的自供电功能.【期刊名称】《南京理工大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2012(036)005【总页数】6页(P785-790)【关键词】自供电;磁流变减振器;能量捕获;压电;振动控制【作者】蒋学争;王炅【作者单位】南京理工大学机械工程学院,江苏南京210094;南京理工大学机械工程学院,江苏南京210094【正文语种】中文【中图分类】TH122;TH6;TK9磁流变液是一种智能材料，在磁场下能瞬间(毫秒级)从自由流动的牛顿流体转变为半固体，呈现可控的屈服强度，并且这种变化是可逆的［1－2］;撤销外界磁场，又可在瞬间恢复其固有的流动特性。

万方数据　万方数据・设计．计算．研究・低、铜损小；为提高转矩控制效果，要求电机低速时转矩大。

此外，直流无刷电机价格较低，不用保养。

故选用直流无刷电机作为馈能电机较为合适。

所选电机主要参数见表３所列。

表３直流无刷电机参数参数数值ｔ输出功率，ｋＷ１．Ｏ额定电压，ｖ２４线电阻，Ｑ０．４７线电感／ｍＨ０．７１额定转矩，Ｎ．ｍ３．２５３．２滚珠丝杠由于馈能减振器用作悬架系统振动加速度的被动控制，而非用于精密位移控制，故可选择低成本的转造型滚珠丝杠；此外，为提高动态响应、减小体积质量。

应尽量选用大导程、小惯量、小轴向间隙的滚珠丝杠。

根据计算，选定滚珠丝杠参数值见表４所列。

表４滚珠丝杠参数参数数值丝杠公称直径，ｍｍ２５螺杆导程／ｍｍ２５丝杠螺纹升角／（。

）１７．７３．３超越离合器单向楔块超越离合器由外圈、内圈、楔块、滚柱、弹簧、端盖、挡圈等组成。

由于在内圈和外圈滚道间放置一定数量的偏心楔块．因此使其沿某一方向旋转时可以传递转矩．而沿另一方向旋转时具有空转的超越功能。

所选超越离合器极限转速为２５００ｒ，ｎｌｉｎ，公称转矩为３１．５Ｎ・ｍ。

３．４齿轮系统的设计齿轮系统是实现螺杆与电机转子之间力矩和转速传递的关键部件，其包括超越离合器外圈齿轮、行星齿轮和大齿圈。

超越离合器外圈齿轮、行星齿轮和大齿圈的齿数分别是２３、９和４１，模数为２。

０ｌ砌。

４仿真模型绩能减振器模型（图３）是利用ＳＩＭＵＨＮＫ建立的。

其输入为减振器的相对压缩速度“，输出为阻尼力局。

馈能减振器的模型主要分为３部分：钆通过滚珠丝杠的作用将直线运动转变成旋转运动．转换关系为：——４６～乃：％旦（１）乃＝—１ｉ—Ｌｌ，式中，，ｌ为螺杆转速，Ｐｎ为螺杆导程。

ｂ．电机转速的计算．输入为螺杆转速ｎ，输出为电机转速∞。

螺杆逆时针转动（压缩行程）时，转速经过行星齿轮系的反向降速传递给大齿圈．传动比为０．６；螺杆顺时针转动（伸张行程）时，转速直接传递给大齿圈。

这样．馈能减振器工作过程中大齿圈始终作顺时针旋转运动。

２０１８年５月第４６卷第９期机床与液压ＭＡＣＨＩＮＥＴＯＯＬ＆ＨＹＤＲＡＵＬＩＣＳＭａｙ２０１８Ｖｏｌ ４６Ｎｏ ９ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ ｉｓｓｎ １００１－３８８１ ２０１８ ０９ ０３３收稿日期：２０１６－１２－２９基金项目：吉林省教育厅 十二五 科学技术研究资助项目（吉教科合［２０１４］第３２０号）作者简介：闫占辉（１９６８ ），男，博士，教授㊂主要研究精密加工工艺及设备㊂Ｅ－ｍａｉｌ：ｙａｎ⁃ｚｈａｎｈｕｉ＠ｓｏｈｕ ｃｏｍ㊂磁流变液减振器阻尼特性的仿真分析闫占辉，关铁鹰（长春工程学院机电学院，吉林长春１３００１２）摘要：介绍了一种新型磁流变液减振器的工作原理及结构，结合伪静力模型和Ｂｏｕｃ－Ｗｅｎ模型，建立了磁流变液减振器阻尼力特性方程，通过Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ仿真分析了磁流变液减振器阻尼力－位移㊁阻尼力－速度变化规律，验证了所建立磁流变液减振器阻尼力数学模型的正确性，为磁流变液减振器的深入研究提供了理论依据㊂关键词：磁流变液；减振器；阻尼力；仿真中图分类号：Ｕ４６１ １㊀㊀文献标志码：Ａ㊀㊀文章编号：１００１－３８８１（２０１８）０９－１４８－３ＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＡｎａｌｙｓｉｓｏｆＭＲＦＤａｍｐｅｒＹＡＮＺｈａｎｈｕｉ，ＧＵＡＮＴｉｅｙｉｎｇ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈａｎｇｃｈｕｎＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＣｈａｎｇｃｈｕｎＪｉｌｉｎ１３００１２，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｗｏｒｋｉｎｇｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆａｎｅｗｔｙｐｅＭａｇｎｅｔｏｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌＦｌｕｉｄ（ＭＲＦ）ｄａｍｐｅｒｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．Ｔｈｅｄａｍｐ⁃ｉｎｇｆｏｒｃｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｅｑｕａｔｉｏｎｓｗｅｒｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｉｎｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｗｉｔｈｐｓｅｕｄｏｓｔａｔｉｃｍｏｄｅｌａｎｄＢｏｕｃ－Ｗｅｎｍｏｄｅｌ．ＴｈｅｌａｗｏｆｃｈａｎｇｉｎｇｏｆＭＲＦｄａｍｐｅｒ ｓｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ⁃ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔａｎｄｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ⁃ｓｐｅｅｄｗｅｒｅｓｉｍｕｌａｔｅｄａｎｄａｎａｌｙｚｅｄｂｙＭａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋｓｏｆｔｗａｒｅ．Ｔｈｅｃｏｒｒｅｃｔ⁃ｎｅｓｓｏｆｔｈｅｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌｉｓｖｅｒｉｆｉｅｄ，ｗｈｉｃｈｐｒｏｖｉｄｅｓａｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｂａｓｉｓｆｏｒｔｈｅｆｕｒｔｈｅｒｒｅｓｅａｒｃｈｏｆＭＲＦｄａｍｐｅｒ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＭＲＦ；Ｄａｍｐｅｒ；Ｄａｍｐｉｎｇｆｏｒｃｅ；Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ０㊀前言磁流变液减振器是一种很有前景的振动自动控制装置，在对磁流变液减振器进行半主动控制时，精确的力学模型是获得良好控制效果的前提㊂磁流变液减振器的力学性能受到外加磁场㊁振动幅值和振动频率等的影响，其动态阻尼力呈现强非线性；磁流变液的动态本构关系比较复杂，使得建立准确的恢复力模型比较困难，目前建立了伪静力模型和参数化动力模型等分析方法，伪静力模型引入以下假设：磁流变液减振器活塞杆相对工作缸匀速运动，磁流变液流体稳定流动㊁用Ｈｅｒｓｃｈｅｌ－Ｂｕｌｋｌｅｙ模型描述［１］㊂该模型的优点在于考虑了磁流体的剪切稀化／稠化效应，但不能很好地描述非线性减振器力－速度的关系；参数化动力模型将减振器阻尼力看作黏滞力和Ｂｏｕｃ－Ｗｅｎ滞变阻尼力之和，表现出在低应变下的黏滞力和高应变库仑特性下的复杂非线性，该模型形式简单，物理概念清楚，数值准确［２－４］㊂为解决磁流变液体剪切稀化／稠化效应及非线性磁滞特性问题，本文作者结合伪静力模型和Ｂｏｕｃ－Ｗｅｎ模型的各自优势，利用自主开发的磁流变液减振器，建立了修正的Ｂｏｕｃ－Ｗｅｎ模型阻尼力特性方程，通过实例优化了阻尼力特性方程系数的大小，利用Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ模块进行了仿真分析㊂１㊀磁流变液减振器的阻尼力数学模型图１为自主设计的磁流变液减振器［６］㊂图１㊀磁流变液减振器装配图㊀㊀图２为图１中间位置局部放大图，３为活塞㊁４为活塞杆㊁５为工作缸，其结构与液压缸有相似之处，不同在于活塞与缸筒之间留有环形间隙，作为磁流变液的工作间隙㊂图２㊀磁流变液减振器局部放大图基于磁流变液体剪切稀化／稠化效应及非线性磁滞特性，利用图１所示自主设计的磁流变液减振器，图３㊀修正的Ｂｏｕｃ－Ｗｅｎ模型根据伪静力模型和Ｂｏｕｃ－Ｗｅｎ模型，依据图２单出杆磁流变液减振器的结构特点，建立图３所示修正的Ｂｏｕｃ－Ｗｅｎ计算模型㊂其中阻尼力Ｆ的方程为：Ｆ＝ｃ１ｙ㊃＋ｋ１（ｘ－ｘ０）（１）ｚ㊃＝－γｘ㊃－ｙ㊃ｚｚｎ－１－β（̇ｘ－̇ｙ）ｚｎ＋Ａ（ｘ㊃－ｙ㊃）（２）ｙ㊃＝１（ｃ０＋ｃ１）［αｚ＋ｃ０ｘ㊃＋ｋ０（ｘ－ｙ）］（３）其中：α＝α（ｕ）＝αａ＋αｂｕ；ｃ０＝ｃ０（ｕ）＝ｃ０ａ＋ｃ０ｂｕ；ｃ１＝ｃ１（ｕ）＝ｃ１ａ＋ｃ１ｂｕ；ｕ㊃＝η（ｕ－ｖ）㊂式中：ｋ１为磁流变液减振器低速运动的刚度；ｃ１为磁流变液减振器低速运动的阻尼系数，用于产生力－速度关系中低速时的非线性衰减；ｃ０为磁流变液减振器高速运动的阻尼系数，ｋ０为磁流变液减振器高速运动的刚度；ｘ０为磁流变液减振器低速运动时的初始位移，ｘ㊁ｙ分别为磁流变液减振器任意时刻的位移量；ｕ为一阶滤波器的输出（一阶滤波电压），ｖ为输入到磁流变液减振器励磁线圈的电压，ｔ＝０时，ｕ（０）＝０，ｖ（０）＝０㊂αａ㊁αｂ㊁ｃ０ａ㊁ｃ０ｂ㊁ｃ１ａ㊁ｃ１ｂ㊁η为常系数，该模型共有１４个参数，可通过实验数据进行参数辨识获得㊂２　磁流变液减振器的阻尼特性仿真根据磁流变液减振器振动实验测试得到的１０组（Ｆ－ｘ）㊁（Ｆ－ｘ㊃）数据，利用最小二乘法确定了图３所示修正的Ｂｏｕｃ－Ｗｅｎ模型［２］有关参数，其具体值如下：αａ＝１３３Ｎ／ｃｍ，αｂ＝６６０Ｎ／ｃｍ㊃Ｖ，ｃ０ａ＝２０Ｎ㊃ｓ／ｃｍ，ｃ０ｂ＝３ ３Ｎ㊃ｓ／ｃｍ㊃Ｖ，ｎ＝２，Ａ＝２８６，γ＝３４５ｃｍ－２，β＝３４５ｃｍ－２，η＝１８０ｓ－１，ｋ０＝４４ ６Ｎ／ｃｍ，ｋ１＝４ ７５Ｎ／ｃｍ，ｃ１ａ＝２６９Ｎ㊃ｓ／ｃｍ㊃Ｖ，ｃ１ｂ＝２ ８Ｎ㊃ｓ／ｃｍ㊃Ｖ，ｘ０＝１３ ６ｃｍ，ｖ＝０ ５Ｖ利用公式（１）㊁（２）和（３），通过Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍ⁃ｕｌｉｎｋ仿真分析，其仿真流程图如图４所示㊂得到的仿真结果如图５ ８所示㊂图４㊀修正的Ｂｏｕｃ－Ｗｅｎ仿真模型流程图㊃９４１㊃第９期闫占辉等：磁流变液减振器阻尼特性的仿真分析㊀㊀㊀㊀㊀由图５可知，输入电压一定时，不同输入频率对磁流变液减振器阻尼力的影响较大；由图６可知，输入电压一定时，不同输入频率对磁流变液减振器阻尼力的影响较小，磁流变液减振器阻尼力随着其速度的增大分段线性增长；由图７可知，输入频率一定时，不同输入电压对磁流变液减振器阻尼力的影响较大；由图８可知，输入频率一定时，不同输入电压对磁流变液减振器阻尼力的影响较大，磁流变液减振器阻尼力随着输入电压的增大分段线性增长㊂说明修正的Ｂｏｕｃ－Ｗｅｎ模型可以反映磁流变液减振器位移－阻尼力和速度－阻尼力特性㊂图５㊀输入电压１Ｖ，不同输入频率时磁流变液减振器阻尼力与位移的关系图６㊀输入电压１Ｖ，不同输入频率时磁流变液减振器阻尼力与速度的关系图７㊀输入频率２ ５Ｈｚ，不同输入电压时磁流变液减振器阻尼力与位移的关系图８㊀输入频率２ ５Ｈｚ，不同输入电压时磁流变液减振器阻尼力与速度的关系３　结论根据自主设计的磁流变液减振器相关数据，建立了磁流变液减振器修正的Ｂｏｕｃ－Ｗｅｎ模型，通过Ｍａｔ⁃ｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ模拟仿真，得出自主设计磁流变液减振器的位移－阻尼力和速度－阻尼力特性曲线，并进行了在不同输入电压和不同输入频率下的相关分析㊂仿真结果表明，采用修正的Ｂｏｕｃ－Ｗｅｎ模型作为磁流变液减振器阻尼力模型，能更为准确地反映磁流变液减振器位移－阻尼力和速度－阻尼力特性，为磁流变液减振器阻尼力的自适应控制和其工程应用奠定了基础㊂（下转第１６３页）㊃０５１㊃机床与液压第４６卷参考文献：［１］张建勋，彭祖胜，李金刚．模糊数学在机械设备故障诊断中的应用［Ｊ］．筑路机械与施工机械化，２００６，２３（５）：４８－４９．ＺＨＡＮＧＪＸ，ＰＥＮＧＺＳ，ＬＩＪＧ．ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｏｆＦｕｚｚｙＭａｔｈｅｍａｔｉｃｓｉｎＭｅｃｈａｎｉｃａｌＦａｕｌｔＤｉａｇｎｏｓｉｓ［Ｊ］．ＲｏａｄＭａ⁃ｃｈｉｎｅｒｙ＆ＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＭｅｃｈａｎｉｚａｔｉｏｎ，２００６，２３（５）：４８－４９．［２］郭金玉，张忠彬，孙庆云．层次分析法的研究与应用［Ｊ］．中国安全科学学报，２００８，１８（５）：１４８－１５３．ＧＵＯＪＹ，ＺＨＡＮＧＺＢ，ＳＵＮＱＹ．ＳｔｕｄｙａｎｄＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｏｆＡｎａｌｙｔｉｃＨｉｅｒａｒｃｈｙＰｒｏｃｅｓｓ［Ｊ］．ＣｈｉｎａＳａｆｅｔｙＳｃｉｅｎｃｅＪｏｕｒｎａｌ，２００８，１８（５）：１４８－１５３．［３］张吉军．模糊层次分析法（ＦＡＨＰ）［Ｊ］．模糊系统与数学，２０００，１４（２）：８０－８８．ＺＨＡＮＧＪＪ．ＦｕｚｚｙＡｎａｌｙｔｉｃａｌＨｉｅｒａｒｃｈｙＰｒｏｃｅｓｓ［Ｊ］．ＦｕｚｚｙＳｙｓｔｅｍｓａｎｄＭａｔｈｅｍａｔｉｃｓ，２０００，１４（２）：８０－８８．［４］王化吉，宗长富，管欣，等．基于模糊层次分析法的汽车操纵稳定性主观评价指标权重确定方法［Ｊ］．机械工程学报，２０１１，４７（２４）：８３－８９．ＷＡＮＧＨＪ，ＺＯＮＧＣＦ，ＧＵＡＮＸ，ｅｔａｌ．ＭｅｔｈｏｄｏｆＤｅｔｅｒｍｉ⁃ｎｉｎｇＷｅｉｇｈｔｓｏｆＳｕｂｊｅｃｔｉｖｅＥｖａｌｕａｔｉｏｎＩｎｄｅｘｅｓｆｏｒＣａｒＨａｎ⁃ｄｌｉｎｇａｎｄＳｔａｂｉｌｉｔｙＢａｓｅｄｏｎＦｕｚｚｙＡｎａｌｙｔｉｃＨｉｅｒａｒｃｈｙＰｒｏｃｅｓｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２０１１，４７（２４）：８３－８９．［５］宾光富，李学军，李萍．一种构建机械设备健康状态评价指标体系的方法研究［Ｊ］．机床与液压，２００７，３５（１２）：１７７－１７９，１８２．ＢＩＮＧＦ，ＬＩＸＪ，ＬＩＰ．ＡＮｅｗＭｅｔｈｏｄｔｏＥｓｔａｂｌｉｓｈＩｎｄｅｘＳｙｓｔｅｍｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｑｕｉｐｍｅｎｔＨｅａｌｔｈｙＳｔａｔｅＥｖａｌｕａｔｉｏｎ［Ｊ］．ＭａｃｈｉｎｅＴｏｏｌ＆Ｈｙｄｒａｕｌｉｃｓ，２００７，３５（１２）：１７７－１７９，１８２．［６］胡静波，庆光蔚，王会方，等．基于模糊层次综合分析法的桥门式起重机分级评价［Ｊ］．中国安全生产科学技术，２０１４，１０（１）：１８７－１９２．ＨＵＪＢ，ＱＩＮＧＧＷ，ＷＡＮＧＨＦ，ｅｔａｌ．ＣｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎＥｖａｌ⁃ｕａｔｉｏｎｏｆＢｒｉｄｇｅａｎｄＧａｎｔｒｙＣｒａｎｅｓＢａｓｅｄｏｎＦｕｚｚｙＡｎａｌｙｔ⁃ｉｃＨｉｅｒａｒｃｈｙＰｒｏｃｅｓｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳａｆｅｔｙＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０１４，１０（１）：１８７－１９２．［７］宾光富，李学军，ＤＨＩＬＬＯＮＢａｌｂｉｒ－Ｓ，等．基于模糊层次分析法的设备状态系统量化评价新方法［Ｊ］．系统工程理论与实践，２０１０，３０（４）：７４４－７５０．ＢＩＮＧＦ，ＬＩＸＪ，ＤＨＩＬＬＯＮＢａｌｂｉｒ－Ｓ，ｅｔａｌ．ＱｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅＳｙｓｔｅｍＥｖａｌｕａｔｉｏｎＭｅｔｈｏｄｆｏｒＥｑｕｉｐｍｅｎｔＳｔａｔｅＵｓｉｎｇＦｕｚｚｙａｎｄＡｎａｌｙｔｉｃＨｉｅｒａｒｃｈｙＰｒｏｃｅｓｓ［Ｊ］．ＳｙｓｔｅｍｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ－Ｔｈｅｏｒｙ＆Ｐｒａｃｔｉｃｅ，２０１０，３０（４）：７４４－７５０．［８］徐格宁，左荣荣，杨恒，等．基于模糊层次分析的门座起重机回转机构状态综合评价［Ｊ］．安全与环境学报，２０１２，１２（１）：２３４－２３７．ＸＵＧＮ，ＺＵＯＲＲ，ＹＡＮＧＨ，ｅｔａｌ．ＯｎｔｈｅＳｔａｔｅＣｏｍｐｒｅ⁃ｈｅｎｓｉｖｅＡｓｓｅｓｓｍｅｎｔｆｏｒＳｌｅｗｉｎｇＭｅｃｈａｎｉｓｍｏｆＰｏｒｔａｌＳｌｅ⁃ｗｉｎｇＣｒａｎｅＢａｓｅｄｏｎＦｕｚｚｙＡＨＰ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳａｆｅｔｙａｎｄＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，２０１２，１２（１）：２３４－２３７．［９］马怀祥，王霁红，门汝斌，等．基于虚拟仪器的盾构机振动检测系统［Ｊ］．筑路机械与施工机械化，２０１０，２７（８）：６９－７２．ＭＡＨＸ，ＷＡＮＧＪＨ，ＭＥＮＲＢ，ｅｔａｌ．ＶｉｂｒａｔｏｒｙＤｅｔｅｃｔｉｎｇＳｙｓｔｅｍｏｆＳｈｉｅｌｄＴｕｎｎｅｌｉｎｇＭａｃｈｉｎｅＢａｓｅｄｏｎＶｉｒｔｕａｌＩｎ⁃ｓｔｒｕｍｅｎｔ［Ｊ］．ＲｏａｄＭａｃｈｉｎｅｒｙ＆ＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＭｅｃｈａｎｉｚａ⁃ｔｉｏｎ，２０１０，２７（８）：６９－７２．［１０］巩在武，刘思峰．模糊判断矩阵的特征向量排序方法［Ｊ］．运筹与管理，２００６，１５（４）：２７－３２．ＧＯＮＧＺＷ，ＬＩＵＳＦ．ＥｉｇｅｎｖｅｃｔｏｒＭｅｔｈｏｄｓｆｏｒＰｒｉｏｒｉｔｉｅｓｏｆＦｕｚｚｙＪｕｄｇｍｅｎｔＭａｔｒｉｘ［Ｊ］．ＯｐｅｒａｔｉｏｎｓＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＭａｎａｇｅｍｅｎｔＳｃｉｅｎｃｅ，２００６，１５（４）：２７－３２．（责任编辑：卢文辉）（上接第１５０页）参考文献：［１］周云著．磁流变阻尼控制理论与技术［Ｍ］．北京：科学出版社，２００７：７１．［２］ＳＰＥＮＣＥＲＢＦ，ＤＹＫＥＳＪ，ＳＡＩＮＭＫ．ＰｈｅｎｏｍｅｎｏｌｏｇｉｃａｌＭｏｄｅｌｆｏｒＭａｇｎｅｔｏｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌＤａｍｐｅｒｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｎｇｉ⁃ｎｅｅｒｉｎｇＭｅｃｈａｎｉｃａｌｓ，１９９７（３）：２３０－２３８．［３］何亚东，黄金枝，何玉敖．智能磁流变（ＭＲ）阻尼器半主动控制的研究［Ｊ］．振动工程学报，２００３，１６（２）：１９８－２０２．ＨＥＹＤ，ＨＵＡＮＧＪＺ，ＨＥＹＡ．ＳｔｕｄｙｏｎＳｔｒｕｃｔｕｒａｌＩｎｔｅｌｌｉ⁃ｇｅｎｔＳｅｍｉ⁃ａｃｔｉｖｅＣｏｎｔｒｏｌＢａｓｅｄｏｎＭＲＤａｍｐｅｒ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＶｉｂｒａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，２００３，１６（２）：１９８－２０２．［４］ＤＹＫＥＳＪ，ＳＰＥＮＣＥＲＢＦ，ＳＡＩＮＭＫ，ｅｔａｌ．ＭｏｄｅｌｉｎｇａｎｄＣｏｎｔｒｏｌｏｆＭａｇｎｅｔｏｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌＤａｍｐｅｒｓｆｏｒＳｅｉｓｍｉｃＲｅ⁃ｓｐｏｎｓｅＲｅｄｕｃｔｉｏｎ［Ｊ］．ＳｍａｒｔＭａｔｅｒＳｔｒｕｃｔ，１９９６，５（５）：５６５－５７５．［５］闫占辉，关铁鹰，李力强，等．一种新型磁流变液减震器：中国，２０１０２０２８３５８５．Ｘ［Ｐ］．２０１１－０１－２６．［６］ＳＰＥＮＣＥＲＢＦ，ＤＹＫＥＳＪ，ＳＡＩＮＭＫ．ＰｈｅｎｏｍｅｎｏｌｏｇｉｃａｌＭｏｄｅｌｏｆａＭａｇｎｅｔｏｒｈｅｏｌｏｇｉｃａｌＤａｍｐｅｒ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｎ⁃ｇｉｎｅｅｒｉｎｇＭｅｃｈａｎｉｃｓ，１９９７，１２３（３）：２３０－２３８．［７］闫占辉，李晓冬，贺会超．一种新型汽车磁流变液减振器的设计［Ｊ］．机床与液压，２０１４（１７）：１１９－１２２．ＹＡＮＺＨ，ＬＩＸＤ，ＨＥＨＣ．ＤｅｓｉｇｎｆｏｒａＮｅｗＴｙｐｅＡｕｔｏ⁃ｍｏｂｉｌｅＭＲＦＡｂｓｏｒｂｅｒ［Ｊ］．ＭａｃｈｉｎｅＴｏｏｌ＆Ｈｙｄｒａｕｌｉｃｓ，２０１４（１７）：１１９－１２２．（责任编辑：卢文辉）㊃３６１㊃第９期马怀祥等：基于模糊层次综合评价法的桥门式起重机起升机构健康评价㊀㊀㊀。

小型轿车磁流变减振器设计与仿真李学智;陈庆樟;许广举;吕正兵【期刊名称】《磁性材料及器件》【年(卷),期】2015(000)004【摘要】Based on the basic theory of magneto-rheological (MR) and working characteristics of MR fluid, the principle and mechanical model of the MR damper were analyzed, and the mathematical relationship was determined between the piston damping force and the viscosity of the MR fluid resistance, shear stress and friction resistance. The structure of vehicle MR damper was designed, its parameters were calculated and selected, and the simulation model set up. The simulation results show that the design is feasible and reasonable, complying with the design requirements of the vehicle dampers, and the control and response of which is easy and quickly.%基于磁流变的基本理论和磁流变液的工作特性，分析磁流变减振器的工作原理与力学模型，确定活塞阻尼力与磁流变液的粘度阻力、剪切力和摩擦阻力之间的数学关系；设计车辆磁流变减振器的结构，计算、选择其结构参数，并建立仿真模型。

收稿日期:2006-10-20作者简介:周 金宏(1952-),男,高级工程师,博士生导师.E -mail:zhouhong@mai 磁流变液减震器的设计开发和试验验证周 金宏,郭岩峰,闵 坚,陈栋华(同济大学中德学院,上海 200092)摘要:首先根据磁流变液减震器工作原理,即磁流变液减震器通过线圈电流改变磁场调节磁流液在阻尼通道中的流动实现对减振器阻尼力的控制,并根据此原理试制出了减震器.其次根据减震器试验标准,对设计的减震器进行台架试验;在试验过程中对力传感器和位移传感器进行了标定,然后采集力信号及位移信号,并对试验数据进行了分析.关键词:磁流变减震器;工作原理;台架试验;标定;分析中图分类号:T H 122 文献标识码:B 文章编号:1672-5581(2007)01-0082-04Design and verification of the magnethorheological damperZ H O U Hong ,G UO Yan -f eng,MIN Jian,C H EN Dong -hua(Chinese -German S chool,Tongji University,Shanghai 200092,China)Abstract :In this paper,a novel damper is developed based on working principles of the m agnethorheological (MR)damper,viz.,based on the notion that the coil current can alternate the magnetic field,the mag -nethorheological liquid flow is adjusted in damping channels so as to control its damping forces.Afterw ards,a bench test is conducted according to damper testing standards.In the testing process,a dynamom eter and a displacem ent transducer are demarcated.Finally,the force and displacement signals are sampled and ana -lyzed.Key words :m agnetorheolog ical damper;w orking principle;bench test;demarcation;analysis目前一般使用的减震器为固定的橡胶减震器,这种减震器只能适应某一特定的运行状况.为了提高行驶安全性及舒适性,必须设计一种能够适应不同行驶状况的减震器.为此目的开始研究主动减震器及相应的试验台.通过应用磁流变液来实现所要求的主动特性.磁流变减震器是一种阻尼可控器件,其工作原理是调节励磁线圈中的电流获得不同强度的磁场,使阻尼通道中磁流液的流动特性发生变化,从而改变减振器的阻尼力.磁流变减振器具有调节范围宽、功耗低、响应速度快、结构简单等特点,在汽车、建筑、航空航天等领域具有广阔的应用前景.1 磁流变液减震器的设计及制造1.1 传统磁流变阻尼器的结构和工作原理磁流变阻尼器是以磁流变体这种新型的智能材料作为阻尼器的工作液,称之为磁流液,并在阻尼器的活塞轴上缠绕电磁线圈,线圈产生的磁场作用于磁流液,通过控制电磁线圈电流的大小来改变磁流液的屈服应力,实现阻尼可调的目的.根据磁流液在阻尼器中的受力状态和流动形式的不同,磁流变阻尼器可分第5卷第1期2007年1月中 国 工 程 机 械 学 报CHINESE JOURNAL OF CONSTRUCT ION MACHINERY Vol.5No.1 Jan.2007为流动模式、剪切模式、挤压模式以及这三种基本模式的任意组合.流动模式的磁流变阻尼器简化结构如图1a 所示,其上下极板固定不动,磁流液被限制在静止的两磁极之间,在压差作用下磁流液流过极板间隙,而流动阻力则通过磁场强度来控制.这种结构的阻尼器最为简单,但同等条件下最大阻尼力较小.剪切式磁流变阻尼器的简化结构如图1b 所示,磁极间有相对运动(移动或转动),这种运动使磁流液处于剪切状态,靠流体间的磨擦作用带动流体运动,通过改变磁场可连续改变切应力与切应变率的特性.挤压模式磁流变阻尼器的简化结构如图1c 所示,磁极在与磁场几乎平行的方向上移动,磁流变液处于交替拉伸、压缩状态,并发生剪切.虽然磁极的位移量较小(几毫米以下),但是产生阻力却很大,由于一个磁极要做与磁场平行的运动,所以该类阻尼器结构较为复杂[1].图1 磁流变阻尼器的基本工作模式Fig.1 Basic work model of the magnethorheological damper剪切阀式磁流变阻尼器工作于剪切和流动的组合模式,兼有剪切模式和流动模式的优点,具有结构简单、磁路设计比较方便、出力大等优良特性,应用前景更为广阔.其工作原理为阻尼器内腔充满了磁流液,活塞在工作缸内作往复直线运动,活塞与缸体发生相对运动,挤压磁流液迫使其流过缸体与活塞间的间隙时,在没有磁场作用下,磁流液以牛顿流体作粘性流运动,符合牛顿流体的本构关系;当加上磁场后,磁流液就会瞬间由牛顿流体转变为粘塑体,粘度呈数量级地提高,流体的流动阻力增加,表现为具有一定屈服应力的类似于固体的本构关系.此时磁场对磁流液材料的作用可用宾汉姆体(Bingham )本构关系进行如下描述:= y (B)sg n ( )+ , y=0, < y(1)式中: y 为与磁场有关的临界屈服应力;B 为磁感应强度; 为磁流液的塑性粘度; 为剪切率.根据剪切阀式磁流变阻尼器的结构,利用平板计算模型,可得阻尼力的计算公式为F(t)=12 LA2p Dh 3+L D h u (t)+3L A ph +L D y sgn [u(t)](2)图2 减震器装配图Fig.2 Installation diameter of the magnethorheological damper式中: 为磁流液的动力粘度;L 为活塞的长度;A p 为活塞受到压力的有效面积;D 为活塞的直径;h 为空气间隙(工作间隙)厚度;u(t)为活塞与缸体的相对流速.由式(2)可以看出剪切阀式磁流变阻尼器的阻尼力可以看作两项,其中第一项与流体的动力粘度和流速有关,基本反映的是普通流体的粘滞特性,可称之为粘性阻尼力;第二项与流体的屈服剪应力有关,可称之为库仑阻尼力,是磁流变阻尼器的可调阻尼力,反映了磁流变阻尼器特殊的电控特性[2].1.2 减震器的结构设计本文设计的减震器是基于流动模式,如图2所示.该减震器由左右轴、盖板密封、金属泡沫、壳体、线圈、线圈支架、盖板、防尘圈、防尘圈盖板、导向带、密封圈、油孔、端板、中间板、套筒及活塞杆组成.左右轴与活塞杆通过螺纹连接起来,然后通过两个端板及中间板将两个金属泡沫压紧,这样活塞杆运动的时候同时能带动金属泡沫一起运83 第1期周 金宏,等:磁流变液减震器的设计开发和试验验证动.首先通过油孔将磁流液注入减震器内,在注入的时候要分几次进行,要等上次注入的磁流液完全进入金属泡沫内再接着注入,直到加满为止.然后拧紧油孔螺帽,在螺帽和油孔之间要加上密封圈,防止减震器运动的时候磁流液外泄.在线圈两端接上电流,通过改变电流来改变金属泡沫内的磁场强度,进而可以改变减震器的阻尼力.2 磁流变减震器试验及数据分析前文对磁流变减震器工作原理做了理论分析,本节主要对该减震器进行试验及试验数据分析研究.图3 减震器试验台图Fig.3 Diagram of of the m agnethorhe -ological damper s test bed 2.1 试验台设计图3是本文设计的减震器试验台架,主要包括激振器、减震器支架、位移传感器、力传感器.首先将减震器的左端通过螺栓与力传感器的右端连接起来,然后将力传感器的左端与激振器的右端连接起来.同样,减震器的右端通过螺栓与位移传感器的左端连接起来.值得注意的是,要将减震器的活塞杆置于中间位置,保持两边对称.使用正弦信号发生器产生正弦信号,正弦信号经功率放大器放大后接入激振器,那么激振器就可以带动减震器来回振动了.激振器的最大行程为13mm,能产生的最大作用力为445N.通过位移传感器及力传感器可以将测量过程中的位移信号和力信号记录下来,通过Matlab/XPC 数据采集系统可以对数据进行采集及记录.最后通过M atlab 对数据进行处理分析[3].2.2 传感器标定2.2.1 位移传感器标定在测量之间必须对位移传感器进行标定.使用三坐标铣床对位移传感器进行标定.三坐标铣床的测量精度为0.01mm,这对于位移传感器标定来说精度已经足够了.首先将位移传感器的一端固定在铣床的基座上,然后将传感器的活动端固定在铣床的钻头上,这样铣床运动多少传感器就会运动多少,从而可以借助铣床对位移传感器进行标定.图4 位移传感器标定Fig.4 Displacement sensor s calibration 标定时首先将位移传感器调到中间位置,记录下当时的电压值,然后使铣床沿z 轴向上运动,每次向上运动1mm,都要记录下当前的电压值.当铣床向上运动10m m 后停止,然后反方向运动,仍然要记录当前的电压值,将往返两次的电压值做算术平均,这样就可以得到位移与电压的关系,标定结果如图4所示.从图4中可以看出,在-7~+2mm 之间传感器线性较好,在测量时可以使用这一段.本文设计的磁流变液减震器行程为6mm ,所以此位移传感器的线性范围已经足够.2.2.2 力传感器标定将力传感器竖直放在台架上,上面不加任何载荷,用XPc 记录下1min 内的电压值,将此时的电压值进行调零;然后在传感器上放置1kg 标准铁块,同样用XPc 记录下1min 内的电压值,这个电压值就是10N 力对应的数值.这样就完成了对力传感器的标定.2.3 测量结果分析测量直接得到的数据有很多毛刺,要对测量结果进行分析,首先应该对数据进行拟合.图5是典型的测量结果曲线和拟合后得到的曲线.单次测量只能记录某一固定频率、固定电流值时的位移信号及力信号,为了对测量结果进行比较,必须使用不同的激振频率及电流值.首先将电流调为零,此时磁流液就是简单的牛顿流体,改变频率,从3Hz 逐渐增加到10Hz,记录不同频率下的最大阻尼力,然后不断增大电流,依次为0.5,1.0,1.5,2.0,2.5A,对于每一个电流值,重复上述过程,不断增加频率,同样记录该电流值、该频率下对应的最大阻尼力.最后84 中 国 工 程 机 械 学 报第5卷将通上不同电流时测量出来的最大阻尼力减去没有电流时相应频率下的最大阻尼力,就可以得到对比曲线,如图6所示[4].图5 3Hz 时力信号测量曲线及拟合曲线Fig.5 Measure curve and fitting curve offorce signal in 3Hz 图6 不同电流时最大阻尼力改变量Fig.6 Variation of maxim um damping force in different electrical currents从图6可以看出,随着电流的增加,最大阻尼力不断增加.当通上电流时,磁流液就由牛顿流体转变成宾汉流体,从而表现出磁流变效应.随着电流的不断增大,磁流变效应越来越明显,这是由于磁流液的屈服应力不断增大,而磁流液必须首先克服此屈服应力才能流动,从而导致最大阻尼力不断增加.图7 5Hz 时不同电流对应的力位移曲线Fig.7 Force -placement curve corresponding different electrical currents in 5Hz另外频率对最大阻尼力也起着一定的作用,从图6可以看出,当频率从3H z 增大到7Hz 的过程中,最大阻尼力不断增加,这是由于随着频率的增加,运动速度越来越快,从而需要更多的能量来使减震器振动,导致最大阻尼力增加.但是当频率大于7H z 的时候,最大阻尼力反而随着频率的增加而降低.从图6中明显可以看出,激振频率为10H z 时,最大阻尼力下降很多.在前面章节已做过介绍,当线圈通上电流时,磁流变液中的磁性颗粒就会形成链状结构,由于这种链状结构的存在导致产生磁流变效应,从而使最大阻尼力增加,但是如果频率过高的话,这种链状结构就会遭到破坏,导致最大阻尼力下降.由此可见,试验测量的结果和建立的理论模型完全吻合.从图7对试验得到的力位移曲线可以看出,随着电流的增加,位移不断变小,最大阻尼力不断增加.这也与建立的理论模型一致.3 结语综上所述,通过试验得到的结果与前面章节进行的理论分析相一致,通上电流后,磁流变减震器的最大阻尼力明显增加,可以通过改变线圈电流从而改变减震器的阻尼特性.这就意味着,如果电流可控的话,那么磁流变减震器的阻尼力也是可控的,这对车辆减震有着重要的意义.参考文献:[1] 汪建晓,孟光.磁流变液研究进展[J].航空学报,2002,23(1):6-12.W ANG Jianxiao,M ENG Guang.Research of magnethorheology[J].Aviation Journal,2002,23(1):6-12.[2] W INS LOW W M.M ethod and means for translati ng electrical impulses i nto mechanical force:USA,2417850[P].1947-05-08.[3] W INS LOW W M.Induced fi bration of suspensions[J].Journal of Appli ed Physics,1949,20(9):1137-1140.[4] 余心宏,马伟增.磁流变减振系统参数辨识[J].化学物理学报,2001,14(5):65-88.YU Xinhong,M A Weizeng.Parameter identification of magnethorheological damper[J ].Ch emistry Physics Journal,2001,14(5):65-88.85 第1期周 金宏,等:磁流变液减震器的设计开发和试验验证。

磁流变减振器设计及试验研究的开题报告一、选题背景随着现代化建设的不断推进，人们对于振动控制技术的需求越来越高。

振动问题不仅会影响设备的正常运行，还会对设备的使用寿命和运行安全性产生不利影响。

因此，对于振动控制技术的研究和应用已经成为了当前科学研究的关键领域之一。

其中，磁流变减振器是一种重要的控制手段，它通过利用磁流变效应进行振动控制，具有结构简单、响应速度快、可控性强等优点，被广泛应用于航空、机械、建筑等领域。

二、选题意义磁流变减振器是一种新型的振动控制技术，其具有很大的应用前景。

本文旨在对磁流变减振器的设计和试验研究进行探究，通过对磁流变减振器的理论模型分析、数值模拟和实验研究，深入分析磁流变减振器的性能特点和控制效果，为推广和应用磁流变减振器提供科学依据。

三、研究内容本文将通过以下几个方面来研究磁流变减振器的设计和试验：1. 磁流变材料的特性和应用。

2. 磁流变减振器的理论模型建立和数值模拟仿真。

3. 磁流变减振器的实验研究，包括静态力学实验和动态力学实验。

4. 磁流变减振器的控制效果分析和优化设计。

四、研究方法本文将主要采用理论分析和实验研究相结合的方法，具体包括以下几个方面：1. 理论分析：通过文献资料的搜集和整理，对磁流变材料的特性和应用进行分析，建立磁流变减振器的理论模型。

2. 数值模拟：应用有限元方法，对所建立的磁流变减振器的理论模型进行数值计算和仿真，得到其静态和动态性能特点。

3. 实验研究：搭建磁流变减振器实验平台，对磁流变减振器进行静态力学实验和动态力学实验，分析其性能特点和控制效果。

4. 优化设计：通过分析磁流变减振器实验结果，采用设计优化方法，对磁流变减振器进行优化设计，提高其性能和控制效果。

五、预期成果本课题预期完成以下成果：1. 对磁流变材料的特性和应用进行分析，建立磁流变减振器的理论模型。

2. 通过有限元方法分析磁流变减振器的静态和动态性能特点。

3. 设计并建立磁流变减振器实验平台，对磁流变减振器进行静态力学实验和动态力学实验。

汽车磁流变减震器研究综述Research Review of Automobile Magnetorheological Damper 摘要：在改善汽车的乘坐舒适性和行驶安全性, 提出一种汽车磁流变半主动悬架的控制策略。

本文中介绍车用磁流变减震器的应用与研究现状; 磁流变液的组成及磁流变效应基本原理, 分析磁流变减振器的工作原理、工作模式；结合国内外最新研究成果，综述用于汽车悬架的磁流变减振器的仿真模型、控制方法和测试技术, 并对今后的研究工作重点进行了探讨。

关键词：磁流变效应; 磁流变减振器;Abstract：A control strategy of automobile magneto-rheological semi-active suspensionwas proposed to improve the riding comfortableness and traveling safety of automobile. In addition the application and research status quo of automobile damper were introduced as well as the principle of magneto-rheological effect and the composition of the magneto-rheological fluid. Working principles and models of the automobile magneto-rheological damper was analyzed and the future focus was discussed after summarizing the simulation models , control method and testing technology of automobile magneto-rheological damper of automobile suspension.Key words：magneto-rheological effect ; magneto-rheological damper1 引言;车辆悬架系统的主要功能之一是提供支撑、有效地隔离路面引起的振动和冲击。