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磁流变技术在加速度传感器中的应用

专 业: 电工理论与新技术
关键词: 流变技术 加速度传感器
分类号: TU3
形 态: 共 43 页 约 28,165 个字 约 1.347 M内容
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内容摘要


磁流变液是近几年发展起来的一种新型智能材料,在外加磁场作用下可在毫秒时间内由牛顿流体转变为黏度、屈服应力较高的智能流体,且这种变化可控、连续、可逆。

因此,它有着广阔的应用前景。

本文将磁流变技术应用在加速度传感器中,对磁流变液的产生机理及其应用进行了理论分析,利用有限元分析软件建立加速度传感器的悬臂梁结构模型,分析了悬臂梁结构设计对加速度传感器的影响,对其工作原理进行了分析。

推导了磁流变加速度传感器的计算公式,通过分析得出可以通过外加控制电流来控制磁场的大小,进而根据理论公式的得出加速度值的大小。

对传感器系统进行了电学特性及动力学特性分析, 利用MATLAB/Simulink 软件对加速度传感器的整个控制系统进行了建模与仿真分析,得到比较理想的控制结果。

最后,分析了磁流变传感器磁路设计的基本原理,讨论了磁力线在阻尼间隙的方向、导磁材料的选择、以及阻尼间隙尺寸的设计。

设计了用来产生控制和激活磁流变液所需的磁场的磁路,并对磁路的磁场进行了建模及有限元仿真分析,论证了磁流变技术用于加速度传感器是可行的。

智能材料及器件是当今高新技术信息材料研究的主要方向之一1.由于智能材料在许多重要工程和尖端技术领域有巨大的应用前景,而且涉及到材料科学、液态物理学、高分子化学、力学、计算机及自动化控制等多门学科,因此它的研究和突破将带动诸多领域里的技术进步。

该材料的应用可以解决当前工程中的一些难于解决的实际问题,近年来受到美、日、英、德等发达国家的高度重视,并投入了巨大的财力和物力开展这方面的研究。

美国军方已将智能材料与结构列为最优先发展项目。

美国空军提出它是下一代歼击机的关键技术。

迄今为止,自适应系统依赖于三种基本类型的智能材料,它们分别是电(磁)致伸缩材料、形状记忆合金和电(磁)流变液。

磁流变液的出现可以追溯到十九世纪四十年代,比发现电流变液更早,当时人们在实验过程中发现,向流体中加入某些可磁化的分散性微粉,在磁场的作用下磁流变液能够在1ms 之内从液态变成固态,当磁场移去之后,又立即恢复液态。

进入本世纪以来,大多数科研人员都把精力放在了电流变流体的开发和应用上。

但由于电流变液需要几千伏的工作电压,在安全性和密封性上电流变液存在严重的问题。

而磁流变液的剪切应力比电流变液大一个数量级,并且具有良好的动力学稳定性和温度稳定性,因而比电流变液具有更加优越的性能,近年来备受关注..……

全文目录


文摘
英文文摘
第一章 绪论
第二章 加速度传感器原理分析
第三章 磁流变液传感器的磁路设计
第四章 磁流变液传感器磁场的数值分析
第五章 总结和展望
参考文献

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