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磁流变阻尼器流体力学分析及动力学仿真

专 业: 机械电子工程
关键词: 磁流变阻尼器 有限差分法 流体力学 动力学仿真
分类号: O321  TB535.1
形 态: 共 109 页 约 71,395 个字 约 3.415 M内容
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内容摘要


磁流变阻尼器作为一种高性能和智能化的减振装置已经被越来越广泛的应用于各种振动抑制场合。

但是,到目前为止,人们对磁流变液这种新型智能材料的研究、对磁流变阻尼器的研究都远未到完善的地步。

本文以磁流变阻尼器为对象,采用理论建模、数值仿真、理论结果与实验结果相比较等方法展开研究。

提出基于能耗最小思想的磁流变阻尼器的优化设计方法,详细论述了该方法。

结合在火炮中的应用背景,对间隙阀式和旁路式两种大吨位磁流变阻尼器进行了比较和结构参数优化。

通过MATLAB软件编写搜索寻优计算机程序,获得了能耗最小的磁流变阻尼器的结构尺寸参数。

引入双粘性本构模型,建立了磁流变阻尼器的流体动力学方程,详细论述了用有限差分法求解该方程的过程。

严格地求解了磁场变化时,激活区内磁流变液的流变过程,以及阻尼力随时间的变化,并且与具体的实验结果进行了比较。

利用有限差分法求解了在正弦信号激励下,磁流变阻尼器阻尼力的变化规律,与具体的实验数据进行了比较。

研究了磁流变阻尼器在12.7mm机枪反后坐装置中的应用,对装有磁流变反后坐装置的12.7mm机枪的实弹射击实验进行了数值仿真,与具体的实验数据进行了比较。

这部分是本文的精髓。

建立了一磁流变阻尼器的非参数模型,以实验数据为基础,对模型中的未知参数进行辨识。

应用MATLAB/Simulink软件进行仿真,仿真结果与实验结果基本吻合。

对磁流变汽车悬架系统进行了一定的研究。

提出一种在天棚阻尼控制中优化选取天棚阻尼系数和被动阻尼系数的方法,具体阐述了该方法的操作过程。

应用MATLAB/Simulink进行了一系列的动力学仿真。

以汽车悬架为载体,提出了一种基于LMS自适应算法中最陡梯度下降搜索思想的控制方法来实现对磁流变阻尼器的控制。

该方法不需要先求出控制阻尼力,可以直接计算出控制电流..……

全文目录


文摘
英文文摘
1绪论
1.1引言
1.2磁流变液的特性
1.3磁流变阻尼器的基本结构和基本原理
1.4磁流变技术的研究
1.4.1磁流变技术研究概述
1.4.2磁流变阻尼器研究概述
1.5磁流变阻尼器的设计
1.6磁流变阻尼器流体力学模型研究概况
1.7磁流变悬架研究概况
1.8磁流变阻尼器研究中尚待解决的问题
1.9本文的主要工作
2磁流变阻尼器优化设计
2.1引言
2.2磁流变阻尼器的Bingham模型
2.3激活区内磁通密度的计算
2.4磁流变阻尼器的两种结构模式
2.5两结构模式磁流变阻尼器阻尼力的计算
2.6磁流变阻尼器结构参数优化及两种结构模式的比较
2.6.1优化目标
2.6.2约束条件
2.6.3两种结构模式的优化、比较
2.7小结
3磁流变阻尼器流体动力学分析及数值计算
3.1引言
3.2磁流变阻尼器的流体动力学模型
3.3有限差分法简介
3.3.1网格划分及方程离散化
3.3.2差分方程的建立
3.3.3 Von Neumann稳定性判别法
3.4磁流变阻尼器流体动力学方程求解
3.4.1磁流变液流变时力学特性的有限差分理论建模
3.4.2磁流变液流变时力学特性的理论结果与实验结果的比较
3.4.3正弦信号激励下流场变化和阻尼力变化的研究
3.4.4磁流变机枪反后坐系统动力学仿真
3.5小结
4磁流变阻尼器的非参数模型
4.1引言
4.2磁流变阻尼器非参数模型的建立
4.3非参数模型的仿真以及和实验结果的比较
4.4小结
5悬架系统动力学建模和分析
5.1引言
5.2两种悬架系统的动力学建模
5.2.1线性被动悬架系统动力学模型
5.2.2被动阻尼对悬架系统动力特性的影响
5.2.3磁流变悬架系统动力学建模
5.3路面位移激励时域模型的建立和仿真
5.4两种悬架系统在不同路面激励下的动力学仿真
5.5小结
6磁流变半主动悬架系统动力学仿真
6.1引言
6.2采用天棚阻尼控制策略的磁流变悬架系统动力学仿真
6.2.1传统天棚阻尼悬架系统动力学建模
6.2.2天棚阻尼器阻尼系数的研究
6.2.3传统天棚阻尼悬架系统对应的磁流变悬架系统的动力学仿真
6.2.4天棚阻尼悬架系统的修正及对应的磁流变悬架系统动力学仿真
6.3基于LMS自适应算法的磁流变悬架系统簧上质量加速度控制
6.3.1磁流变阻尼器LMS自适应控制的理论分析和建模
6.3.2簧上质量加速度LMS自适应控制的仿真
6.3.3 LMS自适应控制下簧上质量加速度的收敛性问题
6.4小结
7全文工作总结
7.1本文的创新点和完成的主要工作
7.2存在的问题和今后的方向
附录
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: > TB535.1 > 工业技术 > 一般工业技术 > 声学工程 > 振动、噪声及其控制 > 振动和噪声的控制及其利用

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