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磁流阻尼可控理论及应用关键技术研究

专 业: 机械设计及理论
关键词: 磁流体 阻尼可控技术 局域离散法 有限元法 磁流阻尼器
分类号: O321  TH113.1
形 态: 共 121 页 约 79,255 个字 约 3.791 M内容
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内容摘要


磁流阻尼可控技术是利用磁流体的磁粘特性,通过外加可控磁场控制磁流阻尼器的阻尼特性,以期适应不同阻尼工况的减振要求。

该文通过对液力阻尼的机理分析,较为深入地探讨了引起阻尼的各种参数对阻尼力的影响效应,重点研究了用磁流体作为阻尼液而实现阻尼可控的途径、理论和实现方法。

该文论述了流体阻尼生产的机理,从理论上分析了形成流体阻尼的条件及实现阻尼可控的因素,研究了通过控制流体粘度实现阻尼调节的理论基础。

通过分析目前工程中的轿车液力阻尼器工作原理,采用有限元法对阻尼器内部流体的工作状态进行了分析;探讨了油液在工作过程中的压力、流速及其流场分布的动力学特征,为流体阻尼器结构设计及其阻尼特性的数值模拟分析提供了理论依据。

基于粘性流体力学和减振理论,该文提出了一种新的分域离散法,对阻尼器内部油液物理性能与环境参数如温度、压力及其流态进行了耦合处理,解决了阻尼特性模拟中的关键技术问题,建立了阻尼器阻尼特性模拟分析模型。

并基于此模型,分析了各阻尼参数对阻尼器示功图及其阻尼特性的影响与效应,为阻尼器的设计及其工程应用建立了新的技术基础。

研制出了可控参数的磁流阻尼器试验机及其数据处理系统,为阻尼可控研究提供了试验手段;通过试验,验证了理论模型与实验结果的一致性,从而确认了模拟模型在理论分析中的可信度及在工程中的可用性。

研究了磁流体的力学性能及磁流体粘度与外加控制磁场间的可控关系,测定了磁流体在特定条件下的磁粘特性,获得了磁流体粘度与磁场强度之间的相关性。

通过有限元分析和数值模拟分析,研究了磁流阻尼磁场控制模式、阻尼生成模式,阻尼器磁路材质匹配以及阻尼器参数与阻尼特性的关系,解决了磁流阻尼器设计中的磁场、介质、材料及阻尼特征相互匹配的关键技术,开发出一种新的磁流阻尼器样品。

对该样品的阻尼特性测试表明,此新开发出的磁流阻尼器可实现阻尼特性的可控,为该领域的进一步研究打下了理论和实践基础……

全文目录


文摘
英文文摘
第一章 概论
1.1引言
1.2流体阻尼技术发展概况与应用
1.3可控阻尼技术的发展及现况
1.4磁流阻尼可控理论研究发展及现状
1.5研究课题来源、研究的内容及创新点
1.5.1课题来源
1.5.2研究的内容及解决的问题
1.5.3创新点
1.6论文研究采用的技术路线
1.7论文的写作构架
第二章 流体阻尼产生机理及节流阻尼可控参数分析
2.1粘性流体力学基本方程组
2.1.1质量方程
2.1.2动量守恒方程
2.1.3能量方程
2.2管中流动和压力损失
2.2.1水力直径de的概念
2.2.2直管中的压力损失
2.3管道截面急剧变化处的压力损失能量损失
2.3.1急剧扩大的情况
2.3.2急剧缩小的情况
2.4分析及结论
第三章 流体阻尼器内流场有限元分析
3.1阻尼器结构及工作原理
3.2闭式油路二维有限元模型的建立
3.2.1基于分析的原型及简化
3.2.2网格划分及边界条件设定
3.2.3求解策略
3.3结果及分析
3.3.1稳态流场分析
3.3.2压力场分析
3.3.3壁剪应力分布及与速度的关系
3.4结论
第四章 阻尼器中油液物性耦合处理及阻尼特性模拟
4.1引言
4.2减振器内部关键部位油压分布
4.3用分域离散法对阻尼器关键部位进行物性模拟
4.3.1分域离散法原理
4.3.2压力与温度耦合对节流孔参数的影响
4.4减振器阻尼模型的建立及模拟参数影响分析
4.4.1阻尼器模型建立
4.4.2减振器阻尼特性影响因素分析
4.4.3物性耦合对阻尼器参数工作状态影响分析
4.5模拟结果与试验结果比较分析
4.5.1模拟结果
4.5.2试验结果
4.5.3分析
4.6本章结论
第五章 阻尼特性试验机及其数据处理系统研究
5.1引言
5.2对试验机的要求
5.3试验机工作模式分类及确定
5.3.1试验机工作模式分类
5.3.2运动机构装置确定
5.4本试验机设计的关键技术
5.5试验结果显示及数据处理
5.5.1试验结果显示
5.5.2数据处理
5.6本章结论
第六章 磁流体力学性能及其可控参数研究
6.1概述
6.2磁流体与普通流体的力学差异
6.2.1 fm的来源
6.2.2 ft的来源
6.2.3外磁场对粘度的影响
6.3磁流体磁粘特性的测量与计算
6.3.1磁流体磁性特征的测量与计算
6.3.2磁流体粘性特征的测量与计算
6.4本章结论
第七章 磁流阻尼器控制参数模式、设计及其试验研究
7.1磁流阻尼器工作模式分析
7.1.1磁流阻尼生成模式
7.1.2磁流阻尼器流体补偿模式
7.1.3磁流阻尼器控制磁场方向模式
7.2磁流阻尼控制器设计
7.2.1阻尼器载流螺旋线圈内磁场强度的解析计算
7.2.2阻尼器节流孔内磁场强度Hz的有限元计算
7.3磁流体阻尼器结构设计及参数确定
7.4磁流体阻尼器阻尼特性模拟结果及分析
7.5磁流体阻尼器阻尼特性试验结果及分析
7.5.1不加磁场的磁流阻尼试验结果及分析
7.5.2加磁场的磁流阻尼试验结果及分析
7.6本章结论
第八章 总结与展望
8.1总结
8.2研究中尚存在的问题
8.3磁流阻尼可控技术的未来展望
参考文献

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中图分类: > O321 > 数理科学和化学 > 力学 > 振动理论 > 线性振动
其他分类: > TH113.1 > 工业技术 > 机械、仪表工业 > 机械学(机械设计基础理论) > 机械动力学

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