磁流变阻尼控制理论与技术(周云,谭平著)思维导图

初中物理所有章节知识点与思维导图（一）物理学家及其贡献力学部分的科学家：牛顿：牛顿第一定律（力与运动的关系）、光的色散。

是力的单位（N）伽利略：伽利略理想实验（126页）帕斯卡：帕斯卡定律。

应用---液压千斤顶。

是压强的单位（Pa）托里拆利：测出了大气压的数值760mm汞柱=1.013×105Pa阿基米德：发现了浮力—阿基米德原理（174页）和杠杆原理焦耳：焦耳定律（电流的热效应）是功和能的单位（J）瓦特：功率的单位（W）微观世界的科学家：道尔顿：发现原子汤姆孙：发现电子卢瑟福：原子的核式结构开尔文：国际温度的单位（K）；赫兹：频的单位率（HZ）安培：电流的单位伏特：电压的单位欧姆：电阻的单位电磁学的科学家：奥斯特：首先发现电流的磁效应。

制造了电磁铁。

用右手安培定则来判断电流方向与磁场方向的关系。

法拉第：发现了电磁感应，制造发电机的原理。

微小电流。

电动机的原理两种说法：一.磁场对电流的作用；二.电流的磁效应：电磁铁，电铃，电磁继电器。

电流的热效应：所有的电热器。

磁场对电流的作用：电动机、动圈式扬声器、电流表、电压表等。

电磁感应：发电机、动圈式话筒，变压器（二）微观粒子与尺度1.由大到小排序：PM2.5--大分子（病毒）--原子--原子核（阿尔法粒子）--质子—中子—夸克2.分子永不停息的做无规则运动：闻到花香等气味；（课本插图220页11-15、11-16）拉伸物体时分子间有引力（221页11-17）；压缩物体时表现为斥力（11-18）；分子间有空隙（11-14）3.与原子的核式结构最相似的是太阳系。

（三）信息、材料与能源1.电磁波的种类：γ射线（微创手术）、X射线（透视）、紫外线（杀菌消毒、验钞机）、可见光、红外线（遥控，发热）微波无线电波（传递信息）2.各种电磁波速是一样的，都等于光速。

波速=波长×频率波长与频率成反比3.光导纤维（光纤）是传输光信号的器件。

光纤的特点：抗干扰能力强，能减少信号衰减，适用于远距离、大功率传输信息。

一、学科概况机械工程是为国民经济各行业提供各类机械装备和生产制造技术以创造财富和提高社会文明水准的重要工程领域。

中南林业科技大学于1958年招收第一届“林业机械”专业本科生，经过几代人的努力和数十年的教学实践，既培养了大批优秀的机械专业学生，又凝炼了强大的师资队伍，奠定了机械工程学科建设的良好基础。

1986年机械设计及理论二级学科获硕士学位授予权，2005年机械制造及其自动化二级学科获硕士学位授予权，2010年机械工程一级学科获硕士学位授予权，同年获机械工程领域工程硕士学位授予权，2011年获批为湖南省“十二五”重点学科。

机械工程领域现有机械设计及理论、机械制造及其自动化、机械电子工程、车辆工程等相对稳定的研究方向。

本领域学位点通过强化工程人才培养、科学技术研究和服务社会三大功能，不断开展高级工程人才培养。

具有良好的支撑机械工程领域教学科研条件，实验室面积6000多平方米，仪器设备原值2600多万元。

拥有水力机械湖南省重点实验室、机械工程湖南省虚拟仿真实验教学中心、湖南省内燃机质量监督检验授权站、湖南省机械工业标准化中心、湖南省通用机械质量监督检验授权站、机械与动力工程实验中心等科研平台。

拥有湖南农友机械集团有限公司等省级研究生培养创新基地，湖南晓光汽车模具有限公司等省级校企合作人才培养示范基地。

二、培养目标1．拥护中国共产党的领导，学习马列主义、毛泽东思想、邓小平理论和三个代表重要思想、科学发展观和习近平总书记系列重要讲话精神，热爱祖国，遵纪守法，具有良好的科研道德和敬业精神。

品行端正，诚实守信，身心健康。

2．掌握机械工程领域坚实的基础理论和宽广的专业知识，了解本领域的技术现状和发展趋势，培养具有较强的解决实际问题的能力和创新能力、并能承担机械工程领域特别是林业机械领域的技术或管理工作、具有良好的职业素养的高层次应用型专门人才。

3. 掌握一门外语，能够阅读本领域的外文资料。

三、研究方向四、学制与学分（1）学制与学习年限学制为3年，最长学习年限为5年，其中课程学习时间为1年，校外实践研究不少于1年。

磁流变减振器的外特性及非线性特性王靖岳;郭胜;王浩天【摘要】In order to study the motion state of the Magnetorheological (MR) damper, the influence of the cur-rent and the piston velocity on the external characteristics of the MR damper is investigated by using the test data of the MTS849 damper test bench .Considering the nonlinear characteristics of magnetorheological damping force , Using LabVIEW software to design the program diagram of the polynomial and the front panel , and the damping force of MR damper polynomial fitting simulation , accurate polynomial mathematical model is established , and in comparison with the use of MATLAB software to establish a polynomial model and the data of test bench test .The results show that when the speed is constant , the damping force increases with the increase of the control current . The damping force increases relatively slowly when the current is small , and the damping force increases rapidly when the current is larger .When the current is constant , the damping force increases with the increase of piston speed .The polynomial model fitted by LabVIEW software is more close to the experimental data curve , which shows that the polynomial mathematical model can well describe the hysteretic and nonlinear characteristics of the damping force of the MR damper .%为了更好地研究控制磁流变减振器的运动状态,运用MTS849减振器试验台测试的试验数据来探究电流和活塞运动速度对磁流变减振器外特性的影响.考虑到磁流变阻尼力非线性的特性,运用LabVIEW软件设计出了多项式的程序框图和前面板,并进行了磁流变减振器阻尼力的多项式拟合仿真,准确地建立了多项式数学模型,并与利用MATLAB软件建立的多项式模型和试验台测试的数据相比较.结果表明:当速度一定时,随着控制电流的增加,减振器阻尼力也随着增加,电流较小时阻尼力增加相对较慢,电流较大时阻尼力增加相对较快;当电流一定时,减振器阻尼力随着活塞速度的增加而增加.运用LabVIEW软件拟合的多项式模型更接近试验数据曲线,说明该多项式数学模型能很好地描述磁流变减振器阻尼力的滞回特性和非线性特性.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2017(017)034【总页数】5页(P332-336)【关键词】磁流变阻尼器;LabVIEW;多项式模型;滞回特性;非线性【作者】王靖岳;郭胜;王浩天【作者单位】沈阳理工大学汽车与交通学院,沈阳 110159;沈阳理工大学汽车与交通学院,沈阳 110159;沈阳航空航天大学自动化学院,沈阳110136【正文语种】中文【中图分类】U461.4磁流变液(MRF)是一种低磁滞性、高磁导率的微小软磁性颗粒，与非导磁性液体混合组成的智能材料[1]。

第４期（总第１６１期）２０１０年８月机械工程与自动化ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ＆ＡＵＴＯＭＡＴＩＯＮＮｏ．４Ａｕｇ．文章编号：１６７２—６４１３（２０１０）０４—０２０７—０２磁流变液技术及其应用睾王慧，杨臻，韩世俊（中北大学机电工程学院，山西太原０３００５１）摘要：磁流变液是一种在外加磁场作用下流变特性发生急剧变化的新型智能流体，具有屈服应力高、温度适用性强、响应时闻短、稳定性好、电压需求低等优点。

介绍了磁流变液技术在汽车、土木、机械、航空航天等领域的工程应用现状和发展前景。

关键词：磁流变液｝应用；特性中图分类号：ＴＢ３８１文献标识码；Ａ０引言１９４８年美国国家标准局ＲａｂｉｎｏｗＪ首先提出了磁流变效应（ＭＲＥ）的概念：在外加磁场的作用下，流体的黏度会迅速发生显著变化，其表观黏度可增大两个数量级以上，使得流体的流动屈服应力增大，由流体状态转变成为黏塑性状态，呈现出类似固体的力学性质，从而改变其流变特性；但当去掉外加磁场后，流体又从黏塑性状态迅速恢复到原来的流体状态，其中的响应时间仅为几毫秒［１］。

磁流变液具有这种独特的智能特性，且具有较高的屈服应力、温度适应性强、响应时间短、稳定性好、低电压需求等优点，引起了学术界和工程界的极大关注。

１磁流变液的组成及其特性磁流变液主要由软磁性颗粒、载液、稳定剂组成。

根据组成和性能的不同，可将磁流变液分为微米磁性颗粒一非磁性载液型、纳米磁性颗粒一非磁性载液型、非磁性颗粒一磁性载液型、磁性颗粒一磁性载液型［２］。

磁流变液（ｍａｇｎｅｔｏ—ｒｈｅｌｏｇｉｃａｌｆｌｕｉｄｓ，简称ＭＲＦ）是一种可以通过控制外加磁场而变化的液体，在外加磁场作用下能在瞬间（毫秒级）从自由流动的流体转变为半固体，呈现可控的屈服强度，而且这种变化具有可逆性，电磁场对磁流变液特性的这种影响称为磁流变效应。

２磁流变液的工作模式根据磁流变液流动特性的不同，磁流变液减振器的工作模式有多种，但它们都基于两种工作模式，即剪切模式和流动模式［３］。

为了能最大限度的发挥磁流变阻尼器的优点及评价磁流变阻尼器减震的效果，需要使用可以充分体现磁流变阻尼器非线性的动力模型。

在介绍磁流变阻尼器的结构后，介绍了已有的几种理想化的磁流变阻尼器模型，最终采用分数阶模型进行计算。

5.1 Bingham 模型图5.1.1 Bingham 模型及应力－应变关系Fig.5.1.1 Bingham model and the relation between the stresses and strains基于描述磁流体的Bingh 二粘塑性模型，Stanway 提出了非线性Bingham 模型，用来描述磁流体减振器的阻尼力特性。

这个模型如图5.1. 1所示。

减振器的阻尼力为：()00sgn c F f xc x f =++ （5.1.1） 该模型将阻尼力F 分成两部分:一部分是粘性阻尼力，另一部分是库仑阻尼力， 并假定在屈服前材料是刚性的，且不流动。

因而，当作用在阻尼器的外力小应 力时，位移为零。

一旦施加到阻尼器上的力超过了屈服力，材料便成为有非零服应力的牛顿流体。

该模型能很好地描述磁流体减振器阻尼力的时域特性及阻尼力与位移的关系特性，但无法表示在速度较小而加速度较大的区域内阻尼力与速度的关系滞后特性。

5.2 磁流变阻尼器的分数阶导数模型5.2.1 磁流变阻尼器的分数阶微分模型图5.2.1 磁流变阻尼器的工作原理图 Fig.5.2.1 The principle of the compound MR damper如图5.2.1为磁流变阻尼器的工作原理示意图，在受到剪切负载的情况下，起主要减振消震的有两个部分：橡胶和磁流变阻尼器。

橡胶是一种典型的粘弹固体，因此可以采用标准类线性固体的分数阶模型来描述该部分的作用力；同时，磁流液体同样具有粘弹性特质，并通过分数阶的本构方程加以描述，根据磁流变液体性质，结合图5.2.1与分数阶的物理意义，磁流变器可以用图5.2.2进行表示。

磁流变阻尼器力学性能及减震试验研究杨孟刚;陈政清【摘要】通过RD1097型MR阻尼器的力学性能试验,获得不同频率、不同振幅、不同输入电流下的阻尼力与位移、速度的关系曲线;提出一种改进的MR阻尼器反正切函数非线性模型;采用RD1097型MR阻尼器,进行正弦波和El-Centro波下的MR阻尼器减震试验研究.研究结果表明:提出的阻尼器力学模型具有识别参数少、编程方便、精度较高等特点,不仅能较准确描述低速下阻尼力与速度的关系,而且能模拟摩擦滞后效应,对于固定频率振动和随机地震波下的阻尼力模拟有效;MR阻尼器具有较好的减震效果,在El-Centro波激励下,可使位移峰值及其均方根分别减小62.75%和77.17%.【期刊名称】《中南大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2010(041)006【总页数】7页(P2327-2333)【关键词】磁流变阻尼器;阻尼器力学模型;减震试验;力学性能【作者】杨孟刚;陈政清【作者单位】中南大学,土木建筑学院,湖南,长沙,410075;湖南大学,风工程试验研究中心,湖南,长沙,410082【正文语种】中文【中图分类】TU352.1近年来，磁流变阻尼器(即 MR阻尼器)因其具有能耗少、出力大、响应速度快、结构简单、阻尼力连续顺逆可调等良好的智能阻尼特性，已在斜拉桥拉索振动控制、高耸结构抗风抗震、海洋平台结构减震等方面得到应用[1−4]。

MR阻尼器是一种高度非线性系统，建立和寻找1个有效的MR阻尼器模型是其得到工程应用的关键。

已有的MR阻尼器参数化模型主要有Bingham黏塑性模型、修正的Bingham模型、非线性双黏性模型、Bouc-Wen模型、现象模型、改进的现象模型、修正的Dahl模型、Sigmoid模型、双Sigmoid模型、双曲正切滞回模型等[5−11]；非参数模型主要包括多项式模型、神经网络模型、模糊逻辑模型等[12−15]。

在这些模型中，非参数模型由于缺乏物理概念，需要通过大量的数据训练，适应性较差；参数化模型中有些无法捕获阻尼力与速度的非线性行为或精度不高，而有些模型过于复杂，参数多，不易识别。

静态平衡合力为零静止或匀速直线运动动态平衡自由落体运动运动学问题超重竖直上抛运动失重和与速度共线匀变速直线运动完全失重合力恒定动力学两类基本问题力与运动平抛运动与初速度不共线匀变速曲线运动带电粒子在匀强电场中的类平抛运动方向与速度垂直匀速圆周运动合力大小一定、方向变化方向周期性变化-周期性加速、减速图象法运动轨迹是圆周能量守恒定律或牛顿运动定律合力大小和方向都变化运动轨迹是曲线但不是圆周能量观点匀速直线运动(F 合=0)直线运动小球压缩弹簧雨滴下落至收尾速度粒子在交变电场中运动匀变速直线运动(F吝恒定)x-t图象v-1图象基本公式常用推论与F 关系v=vo+atx=Vot+ ar²v²-v²=2ax△x=aT²力的运算F=ma自由落体运动竖直上抛运动刹车问题斜面上物体的运动合成法正交分解法非匀变速直线运动(F+ 变化)图象描述条件Fa 与v 不 共 线研究方法运动的合成与分解F ·方向与轨迹关系Fa 指向轨迹的凹侧恒力初速度u 与F△垂 直u 方向的匀速直线运动 合力方向的匀变速直线运动合力恒定特例初速度x 与F 合不共线水平方向以ucos θ做匀速直线运动 竖直方向做匀变速直线运动圆周运动位移分解 速度分解 加速度分解斜抛运动(类斜抛运动)平抛运动 (类平抛运动)曲 线 运 动特点特点分解分解运动描述实例线速度：v=△tAs△0角速度：w=At周期TT=频率f向心加速度：a=向心力：F=ma水平面内的圆周运动模型竖直面内的圆周运动模型v=wrw)π1f4π²T²F=汽车转弯、火车转弯、圆锥摆绳模型，最高点vmm=√gr杆模型，最高点vmin=0v²m-rmw²rm4π²r²=w²r=rT'-圆周运动能量观点标量矢量动量观点能量功W=Flcos a平均功率F= W瞬时功率P=Fucos α机车启动动能定理，W,=△E机械能守恒定律功能关系能量守恒动量定理Ft=mv₂-mv缓冲问题连续体问题电磁感应中的电荷量问题动量守恒定律mi2₁+m₂=m₁v′+m₂₂'碰撞爆炸反冲弹性碰撞非弹性碰撞完全非弹性碰撞动量p=mu-冲量l=FtT力在空间力在时间效果积累效果积累能量与动量力学三大观点常见过程动力学观点能量观点动量观点常见模型匀变速直线运动平抛运动圆周运动一般的曲线运动滑块、滑板斜面弹簧传送带碰撞性质作用电场强度(E= ,E=k Q ,E= d U ),电场线 电势(φ: 9E . ,U=4A-4s,W=qU), 等势面平衡带电粒子在对电荷：F=qE 加速匀强电场中偏转对导体：静电感应(静电平衡、静电屏蔽)电容(定义式C= 决定式C= E,S )4πkd'电场与磁场性质作用带电粒子在电、 磁场中的运动磁感应强度 B= F (I ⊥B)L对通电导线： F=BIL(I ⊥B)对运动电荷：F=quB(v ⊥B) ①仅受电场力②仅受洛伦兹力 ③在复合场中运动 ①直线运动② 类平抛运动 ③圆周运动 ④一般曲线运动应用实例 ①示波管 ②直线加速器 ③速度选择器 ④磁流体发电机 ⑤电磁流量计 ⑥霍尔元件 ⑦质谱仪 ⑧回旋加速器v//B,F=0,做匀速直线运动u⊥B,F=quB,做匀速圆周运动带电粒子在 匀强磁场中带电粒子的受力情况带电粒子的运动性质磁感线，磁通量φ=BSQ U' 磁场电场合力为零合力方向与速度方向在同一直线上合力指向轨迹凹侧速度偏转角：,v6%侧移距离：y=yo+l'tanPIfu某一位置，牛顿第二定律 某一过程，动能定理匀速直线运动 变速直线运动曲线运动规律：牛顿 运动定律或 动能定理 带电粒子在电场中的运动运动的 分解类平抛 运动圆周运动常见磁场磁场的描述磁场对电流的作用磁场对运动电荷的作用匀强磁场条形磁铁的磁场通电直导线周围的磁场通电圆环周围的磁场磁感线磁感应强度安培力洛伦兹力提供向心万大小、方向大小F=BIL(I⊥B)方向左手定则方向-大小F=quB(v⊥B)mi匀速圆R= qB周运动T=qB安培定则2πm磁场在电 场中在组合场 中的运动 (不计重力)在磁 场中计重 力在叠加场中的运动不计 应 重力 用般曲线运动v//E,匀变速直线运动⊥E, 类平抛运动v//B,匀速直线运动v⊥B.匀速圆周运动匀速直线运动 qE 、mg 、quB 平 衡匀速圆周运动 速度选择器质谱仪回旋加速器 磁流体发电机电磁流量计 霍尔元件功能关系注意两个过程的 衔接，前一过程 的末速度是下一 过程的初速度aE=mg,auB 提供向心力quB=mr 电：子复场 的 动 带粒在合中运Aφ电源直流电路用电器电路产 生 交变电流(正、余弦) 描述输送感应电流方向的判定： 楞次定律、右手定则电 磁 感 应感应电动势的大小：E=n²△,E Lv总功率：P=EI输出功率：P=U 内耗功率：P=I²r直流电路的动态分析 含容直流电路的分析 电路故障的分析电路中的能量转化部分电路欧姆定律l=闭合电路欧姆定律l= UR ER+r 电阻：R=p; S T电功： W=uit电热： Q=FRt交流电“四值” 周期、频率变压器远距离输电基本关系制约关系运用牛顿运动定律分析导体棒切割磁感线问题运用动量定理、动量守恒定律分析导体在导轨 上的运动问题运用能量守恒定律分析电磁感应问题运用电磁感应与欧姆定律的有关知识分析图象场、路结合问题 电路与电磁感应探究型实验验证型实验实验仪器实验方法测量做直线运动物体的瞬时速度探究弹簧弹力与形变量的关系探究加速度与物体受力、物体质量的关系探究平抛运动的特点探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系探究两个互成角度的力的合成规律验证机械能守恒定律验证动量守恒定律长度测量仪器刻度尺、游标卡尺、螺旋测微器时间测量仪器打点计时器、秒表(不估读)数字计时器(光电门)等效法控制变量法倍增法力学实验探究型实验测量型实验测量仪器读数观察电容器的充、放电现象探究影响感应电流方向的因素探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系测量金属丝的电阻率测量电源的电动势和内阻用多用电表测量电学中的物理量电压表、电流表、欧姆表、电阻箱电表的改装电学实验描述方法回复力特点简谐运动共振受迫振动实验：用单摆测量重力加速度的大小描述方法形成条件干涉、衍射波速、波长和频率(周期)的关系光的折射全反射sin C= 1光的干涉薄膜干涉光的衍射光的偏振实验：测量玻璃的折射率实验：用双缝干涉实验测量光的波长麦克斯韦电磁场理论电磁波的产生机械振动机械波光学电磁波机械振动与机械波光电磁波n分子直径数量级为10-*”m.阿伏加德罗常数 扩散现象、布朗运动引力、斥力同时存在分子力表现为引力和斥力的合力 温度是分子平 均动能的标志各向异性晶体各向同性液体玻意耳定律(等温):p.V=p ₂V 查理定律(等容):Pi P:T T 盖一吕萨克定律(等压):V VTT p ₁V p ₂V ₂理想气体状态方程：T T热力学第一定律△U=W+Q热力学第二定律(两种表述)用油膜法估测油酸分子的大小探究等温情况下一定质量气体压强与体积的关系分子动理论固体和液体气体实验定律热力学定律实验分子力- 内能单晶体多晶体分子动能 分子势能非晶体热学固体原子核式结构能级玻尔理论跃迁，hv=E-E(m>n)天然放射现象、三种射线、原子核的组成：中子、质子衰变核反应 电荷数守恒、裂变 质量数守恒聚变核力 (比)结合能 质量亏损，核能，△E=△mc²极限频率最大初动能 E ₁=hv-W ₀饱和光电流 光的强度电子的干涉和衍射h λ=p光子能量ε=hv光电效应物质波原子结构原子物理α粒子散射实验近代物理人工核转变波粒二象性遏止电压原子核。

三工作面旋转式磁流变阻尼器设计与实验李军强;王娟;刘今越;陈贵亮【摘要】设计了一种具有3个工作面新型结构的旋转式磁流变阻尼器,转子2个端面和圆柱面均为工作面,在不增大转子体积的情况下,有效增加了转子工作面积.基于磁流变液与磁芯材料特性,对阻尼器进行了磁路设计,获得了阻尼器的相关机械参数与电气参数.针对阻尼器结构特点,应用有限元法,建立了磁流变阻尼器的有限元模型,并对其进行了电磁场分析,得到了阻尼器模型的电磁场物理量.结合有限元分析结果与磁流变液的本构关系,对磁流变阻尼器的力学性能进行了仿真研究.在此基础上,研制了磁流变阻尼器及其力学性能测试系统,对阻尼器的力学性能进行了实验研究,得到了阻尼器的力矩-转速力学特性以及屈服力矩-电流力学特性.【期刊名称】《农业机械学报》【年(卷),期】2014(045)008【总页数】7页(P314-320)【关键词】磁流变阻尼器;磁路设计;有限元法;性能分析;实验【作者】李军强;王娟;刘今越;陈贵亮【作者单位】河北工业大学机械工程学院,天津300130;河北工业大学机械工程学院,天津300130;河北工业大学机械工程学院,天津300130;河北工业大学机械工程学院,天津300130【正文语种】中文【中图分类】TH703.62引言磁流变阻尼器是一种优良的半主动控制器件，具有阻尼力连续顺逆可调、响应快、温度稳定性好等优点，在特种机器人、车辆悬挂系统、桥梁振动控制和高层建筑隔振等方面具有良好的应用前景［1－5］。

磁流变阻尼器按其工作方式可分为直线式磁流变阻尼器和旋转式磁流变阻尼器。

直线式磁流变阻尼器研究较早，其结构设计、性能分析、力学模型的研究较为成熟［6－8］，但是，有些应用场合，如康复机器人、变速与传动系统等，要求阻尼器能够提供连续旋转的可控阻尼力矩，因此，旋转式磁流变阻尼器的研究具有重要的应用意义。

旋转式磁流变阻尼器的主体结构由定子和转子构成，屈服应力可控的磁流变液填充于定子与转子之间的工作间隙内，转子的工作面积是影响阻尼器性能的主要因素之一。

磁流变耗能器的性能、阻尼力模型及其参数确定磁流变耗能器 (1)1 磁流变耗能器的阻尼力模型及其参数确定 (1)1 已有的阻尼力模型 (1)2 磁流变液的本构关系 (1)3 磁流变耗能器的阻尼力模型 (2)4本文结论： (5)2 磁流变耗能器及其性能 (5)2磁流变液的本构关系 (5)3磁流变耗能器的恢复力模型 (6)3.1耗能器中磁流变液流动方程 (6)3.2耗能器恢复力的简化模型 (7)4磁流变耗能器的设计（很重要） (7)5磁流变耗能器的等效线性阻尼系数 (8)6结论 (9)1 磁流变耗能器的阻尼力模型及其参数确定磁流变耗能器的阻尼力模型是其在结构振动控制应用中分析和设计的一个重要问题。

但由于流变后的磁流变液的动态本构关系比较复杂,耗能器的动态阻尼力呈现强非线性关系,这给准确建立耗能器阻尼力模型带来了一定困难。

1 已有的阻尼力模型一些学者充分考虑流体屈服过程不同阶段的特点,根据耗能器的结构特点建立了几种耗能器的阻尼力模型,Ｅｈｒｇｏｔｔ和Ｍａｓｒｉ[3]应用Ｓｈｅｂｙｓｇｅｖ多项式建立了无参数的耗能器阻尼力模型。

Ｍａｋｒｉｓ[4]等应用粘弹模型分别表述屈服前和屈服后的性能,并应用神经网络将前后两个阶段组合起来;Ｓｐｅｎｃｅｒ[5]等则建立了磁流变耗能器阻尼力的Ｂｏｕｃ＿Ｗｅｎ模型。

本文将分析常用模型的特点,根据我们设计制作的耗能器阻尼特性实验结果,参照Ｓｐｅｎｃｅｒ等人的工作进一步研究耗能器阻尼力的计算模型和模型参数的变化规律。

2 磁流变液的本构关系大量实验表明,流变后的磁流体在外力作用下的屈服过程如图1所示,由屈服前区、屈服区和屈服后区三个阶段组成。

其中,屈服后区具有式(1)所示关系的Ｂｉｎｇｈａｍ体的特性,而其它两部分则具有粘弹特性。

由于磁流体工作状态基本都处于屈服后区,因此为了简化磁流变耗能器阻尼力的计算,磁流变液的本构关系均近似取为式(1)所示的Ｂｉｎｇｈａｍ体。

式中τ为剪应力;ｕ为流体流速;τy(Ｈ)为磁流变液的屈服强度,它与磁场的强度Ｈ有关;η为流体的动力粘度。

轴向绕组磁路结构磁流变液阻尼器设计杨超君;陈澜【摘要】给出轴向绕组磁路结构磁流变阻尼器的设计方法,通过判定线圈横截面积与线圈槽横截面积相等,将阻尼器结构设计与磁路设计联系起来,设计出结构合理紧凑的阻尼器.然后采用ANSYS软件对磁路结构进行电磁场有限元分析,分析表明阻尼器结构设计满足要求,轴向绕细磁路结构改善了阻尼间隙通道磁场分布.【期刊名称】《机械设计与制造》【年(卷),期】2010(000)003【总页数】3页(P29-31)【关键词】轴向绕组磁路结构;磁路设计;阻尼间隙通道;有限元分析;磁通密度【作者】杨超君;陈澜【作者单位】江苏大学,机械工程学院,镇江,212013;江苏大学,机械工程学院,镇江,212013【正文语种】中文【中图分类】TH133磁流变液阻尼器的磁路结构是阻尼器的重要环节，其结构形式决定着阻尼器的工作性能。

目前剪切阀式磁流变液阻尼器的磁路结构主要为活塞轴多级径向线圈绕组结构，这种磁路结构的线圈分级缠绕在活塞轴上，磁路只在无绕线的活塞轴段正对的阻尼间隙通道产生磁场，故沿通道轴向长度方向也即磁流变液流动方向上磁场分段分布，并且各段磁场分布也不均匀[1]，不利于磁流变效应[2]。

另外，阻尼器活塞上的线圈形状和质量降低了活塞往复运动的敏捷性。

提出基于剪切阀式工作模式的轴向绕组磁路结构磁流变液阻尼器，并给出轴向绕组磁路结构磁流变阻尼器的设计方法。

轴向绕组磁路结构可减小活塞质量和形体尺寸从而提高活塞运动敏捷性，并且能在阻尼间隙通道形成有利于磁流变效应的平行平板均匀磁场。

1 磁路结构特点轴向绕组磁路结构磁流变液阻尼器[3]结构，如图1 所示。

图1 轴向绕组磁路结构磁流变液阻尼器结构简图由活塞1、隔片2、工作缸3（内灌注磁流变液）、励磁线圈4组成，活塞和工作缸形成阻尼间隙通道（磁流变液流通通道）。

磁路结构具体特点如下：（1）在阻尼器的工作缸壁上沿轴向开设若干个线圈槽，电磁线按链式绕制成分组的励磁线圈，线圈首尾或尾首正串连接，按节距1 个槽嵌放在缸壁上的线圈槽内，构成轴向庶极式[4]线圈绕组。