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（图纸+论文）磁流变式汽车减振器设计（全套完整）

制磁流变液在阻尼通道中的流动，对减振器的阻尼力实现控制。并且按照长安微型汽车的技术和磁流变液体的性能设计和制作了微型汽车磁流变减振器，并根据长安微型汽车前悬架减振器的技术条件对此进行了实验测试。图.混合模式磁流变阻尼器工作原理佛山大学汪建晓以及华南理工大学王世旺等人研制了种自定心挤压式磁流变弹性阻尼器。以上几种磁流变阻尼器的设计都是在磁流变阻尼器几种工作模式基础上研制出来的单级活塞，线圈内置换绕的磁流变阻尼器。哈尔滨工业大学的涂奉臣陈照波等人根据工程上出现的常规阻尼器在高频振动是刚度硬化现象，使高频传递率增大而提出种带有解耦结构的新型磁流变阻尼器，其结构上的改动并不大，只是将活塞与活塞杆分开，然后利用解耦机构将活塞与活塞杆连接起来，其解耦结构由两个限位挡板和两个螺旋弹簧组成。南京林业在磁路设计时，合理地缩短工作间隙的距离，减少结合面，改善结合情况都有利于减少磁路中的漏磁。同时，为了减少磁铁表面的漏磁，我们在磁路外可加上铜环或铜圈以此来进行磁屏蔽。为了减少漏磁，设计是需要注意以下几点因为活塞杆不在磁回路中，所以最好选用不导磁材料或导磁材料比较低的材料。导磁回路中，导磁体的连续处尽量紧密接触，以免在连接处因存在缝隙而产生较大磁阻，影响效率。在整个磁路中，尽量使各导磁体的磁阻大致相同，使得整个磁路均衡匹配，从而防止部分地段较早的磁饱和。在磁路设计中，对于磁路中漏磁的解决，本章采用漏磁系数的概念来设计磁路。即在考虑漏磁的情况下，线圈产生的磁通量就不等于工作间隙中的磁通量，在计算中引入漏磁系数。磁性材料的选择磁性元件主要指缸筒磁轭磁芯和活塞杆。在忽视漏磁的情况下，缠绕在导磁环上的励磁线圈产生的磁场经过磁轭间隙缸筒最后回到磁芯形成闭合回路。阻尼通道的槽太宽滞留的磁流变液多，阻力大，调节范围大。缸体设计要考虑壁厚，避免经由缸体的磁通比较早的进入饱和。般电磁路的磁芯选用软磁体，其特点在于软磁体有高的磁感应强度，易退磁，磁滞回线包围面积小，大的磁导率和很小的矫顽力。软磁材料是磁力线的通路，使用软磁材料可以减少磁阻，在必要的控件建立均匀强度磁场。磁芯材料的种类较多，主要有电工纯铁硅钢铁镍合金铁铝合金铁钴合金等。在选择材料时通常要求磁芯材料磁导率高，因为当线圈匝数定时，通以不大的电流，就能产生很大的磁场。般来讲软磁材料的磁导率都比较高。为了减小由交变电引起的交变磁场，不使磁导体中产生涡流损失，故选择给阻尼器直流电。退磁，对于磁路的有效能很重要，因为当初始断电时，如果仍存在磁场，那势必会对振动控制的有效性产生影响。所以我们选择的软磁材料必须有较小的剩磁，较小的矫顽力以及较小磁滞回线包围的面积。由此可以看出软磁材料中具有扁平磁滞回线的这列材料比较符合要求。结合以上的分析最终磁芯材料选择铁镍合金。退磁这里所说的退磁和磁芯材料选择中的退磁有区别。这个退磁是指。密封的分类被密封的部位在两个需要密封的偶合面之间，通常根据这些偶合面在机械运行时有无相对运动，可把密封分为动密封和静密封两类。密封形式的选择设计或选择密封件以及装置的基本要求是密封件长期在流体介质中工作，必须保证其材料物理性能的稳定。在工作压力下，应具有良好的密封性能，并随着压力的增加能自动提高其密封性能，即泄露在高压下没有明显的增加。动密封装置的动摩擦阻力要小，摩擦系数要稳定，不能出现运动偶件卡住或运动不均匀等现象。磨损小，使用寿命长。制造简单，拆卸方便，成本低廉。密封件的选择方法，首先根据密封设备的使用条件和要求，例如负载情况工作压力以及速度大小和变化情况使用环境以及对密封性能的具体要求等，正确选择与之相匹配的密封件结构形式。然后再根据所用工作介质的种类和使用温度，合理选择密封件材料。在使用或设计时，应尽可能按照国家标准。从装配图上可以看出，该减振器需要多出密封。由于减振器中活塞和缸体有相对运动，所以本结构采用形橡胶密封圈，其主要材料为氟橡胶工作介质为油水空气，轴速小于等于设备，起端面密封和防尘的作用。漏磁分析在所有的磁路中都存在着漏磁，这是应为在磁路的实际两点间若有任磁位差，就有磁通存在。漏磁与磁路的几何形状有关，磁路中各段均有漏磁存在。磁路中的漏磁有三种形式工作间隙端面漏磁，在工作间隙附近成圆弧状，工作间隙越长，这种漏磁就愈大。可以认为，这种漏磁与工作间隙长度成比例增加，而且还受间隙端面的形状及相对位置等因素影响。磁体表面漏磁，通常磁体越长，这种漏磁就越大。轭铁间的漏磁，这种漏磁与磁体在磁路中的位置有关。磁体相对位置不同，漏磁差别也很大。磁铁越靠近工作间隙，漏磁就越小。另外，在空隙处，磁力线会往外膨胀，因而取空隙的横截面积时，应该取大些。并且在以往的研究中得到漏磁磁导在很大程度上决定于磁体侧面表面积，表面积越大漏磁越大。所以，在实际工作间隙内的磁场要小于计算值。液流过的区域可以近似看似为流过个无限大的平行金属板，由于流体力学特性，可将磁流变阻尼器工作模式分为四种类型，他们分别是阀式剪切式挤压式以及剪切阀式，如图.所示。图.磁流变阻尼器工作模式示意图阀式，磁流变液在压力的作用下流过固定不动的两极板之间，外加磁场垂直穿过极板作用于磁流变液，从而使磁流变液的流动特性发生变化而产生阻尼力的变化。剪切式,磁流变液流过相对运动的两极板之间，外加磁场垂直穿过极板作用于磁流变液，这种运动使磁流变液产生剪切力，从而使磁流变液的流动特性发生变化而产生阻尼力的变化，流动阻力的变化通过外加磁场控制。挤压式，磁流变液在上下运动极板的作用下向四周流动，极板移动反向与磁场方向相同，磁场方向与磁流变液流动方向垂直，从而使磁流变液的流动特征发生变化而产生阻尼力的变化，流动阻尼力的变化通过外加磁场控制。剪切阀式,也称混合式，磁流变液即像阀式那样在压力作用下通过两极板，又像剪切式那样受到两极板相对运动时产生剪切作用，从而使磁流变液的流动特性发生变化而产生阻尼力的变化，流动阻尼力的变化通过外加磁场控制。.参数计算模型剪切阀式磁流变阻尼器工作于剪切和流动的组合模式，具有结构简单磁路设计方便出力大等优良特性，其工作原理为阻尼器内腔充满了磁流变液，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，挤压磁流变液迫使其流过缸体与活塞间的间隙，在没有外加磁场作用下，磁流变液以牛顿流体作粘性流动，符合牛顿流体的本构关系当加上磁场后，磁流变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，表现为具有定屈服力的类似固体的本构关系。此时磁场对磁流变液的作用可用本构关系进行描述，如图.，其本构关系方程为图.模型.式中参数变化范围，本文，因此剪切阀式磁流变阻尼器阻尼力为公式可以改为.从上式可以看出磁流变阻尼器的阻尼力由两部分组成，部分由液体流动时液体粘性产生的粘滞阻尼力，而另部分由磁流变效应产生的库伦阻尼力组成。当阻尼器几何尺寸确定后，假设磁流变液的粘度系数为常数，粘滞阻尼力只是活塞运动速度的函数，而库伦阻尼力只是磁流变液屈服应力的函数，屈服应力受磁场强度控制，因而可以认为库伦阻尼力只是励磁电流的函数。.本章小结本章主要论述了磁流变阻尼器的力学模型，说明了磁流变阻尼器中磁流变液在工作过程中的机理，介绍了数学模型，简要说明了磁流变阻尼器的机构和工作原理。分析了现有的几种工作模式，并最后选择了混合式的工作模式。阐述了阻尼力的求导原则。第章磁流变阻尼器的设计磁流变阻尼器是种以磁流变液为介质的半主动控制阻尼器，其具有结构简单控制方便响应迅速消耗功率小抗污染能力强和输出力大等优点。本文对基于剪切阀工作模式的双筒式磁流变阻尼器进行设计。流变,汽车,减振器,设计,毕业设计,全套,图纸摘要磁流变阻尼器作为优秀的半主动控制器件，已被广泛运用于各种场合的振动控制。为改善汽车的乘坐舒适性和行驶安全性，提出种汽车磁流变半主动悬架的控制策略。采用磁流变减振器的车辆半主动悬架系统，由于磁流变阻尼器结构简单能耗低反应迅速且阻尼可调，正在成为新型车辆悬挂的发展方向，本文基于磁流变可控流体本构关系的模型，对影响车用磁流变减振器的阻尼力的各种因素进行了综合分析。本文中介绍车用阻尼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及其数学模型，结合国内外最新研究成果，综述用于汽车悬架的减振器的仿真模型控制方法。磁流变液作为流变学特性可控的种智能材料，应用十分的广泛。关键词半主动悬架磁流变效应磁流变减振器仿真模型磁流变及流变机理.磁流变阻尼器工作模式.参数计算模型.本章小结第章磁流变阻尼器的设计.磁路设计的影响因素密封件的选择漏磁分析磁性材料的选择退磁磁流变阻尼器的动态范围阻尼间隙的选取对阻尼器性能的影响阻尼通道有效长度的选取对阻尼器性能的影响磁路结构的分析.磁流变减振器线圈的设计.磁流变减振器的结构设计结构方案的确定磁流变减振器结构优点.磁流变减振器磁路的设计有关参数的初步确定已有参数的确定.磁路相关参数的计算磁路的计算.工作缸的计算.本章小结第章磁流变减振器基于的仿真分析.减振器的阻尼力计算模型.磁流变减振器的仿真分析.本章小结结论参考文献致谢第章绪论.概述汽车在行驶过程中，由于路面的不平坦，导致作用于车轮上的垂直反力纵向反力和侧向反力起伏波动，通过悬架传递到车身，从而产生振动和冲击。这些振动和冲击传到车架与车身时可能引起汽车机件的早期损坏，传给乘员和货物时，将使乘员感到极不舒服，货物也可能受损伤，严重影响车辆的平顺性和操纵稳定性以及车辆零部件的疲劳寿命。为了缓解冲击，在汽车悬架中装有弹性元件，但弹性系统在冲击时产生振动。持续的振动易使乘员感到不舒适和疲劳，因此汽车悬架中装有阻尼器。传统被动悬架不能适应复杂的道路激励和不断变化的行驶工况，因此开发种能够根据路面情况和车辆运行状态的变化实时调节其特性，既能保证汽车的操纵稳定性，又能使汽车的乘坐舒适性达到最佳的状态的智能悬架系统势在必行。近年来，半主动控制悬架系统，能够大幅度提高车辆的乘坐舒适性和操纵稳定性，非常适合用于车辆悬架系统的特点，使对它的研究有了较大发展。磁流变阻尼器作为半主动控制悬架的执行元件，以磁流变液为介质，通过对输入电流的控制，使其对外加磁场强度发生改变，进而可在毫秒级使磁流变液的流变性能发生变化，实现流体和半固体之间的转变，从而能够提供可控阻尼力，其具有结构简单控制方便相应迅速消耗功率小和输出力大等优点。目前国内外对双筒式磁流变阻尼器研究内容较少，因此，对双筒式磁流变阻尼器的设计以十分必要。.磁流变液的研究所谓磁流变液是种在外加磁场的作用下起粘性和塑性等流变特性发生急剧变化的材料。其基本特征是在外加磁场的作用下载毫秒的时间内能够快速可逆地从自由流动的液态转变为半固体，并且呈现可控的屈服强度。磁流变液主要由三部分组成，他们分别为软磁性颗粒载液以及为了防止磁性颗粒沉降而添加的在总组成成分中所占比例很少的添加剂。软磁性颗粒软磁性颗粒主要由铁钴合金铁镍合金羟基铁等常规的性能优良的颗粒，使用最多的磁性颗粒为羟基铁粉，因为它是工业化生产，产量大价格便宜，般成球状，直径尺寸为微米，其具有如下特点高磁导率，这可以使颗粒在较小的外磁场下，便可磁化成具有较大磁能的颗粒，从而产生较大的剪切屈服强度，以满足磁流变液低能耗的性能指标低磁矫顽力，即具有良好的退磁能力，基本上不存在剩磁，这是磁流变液可以恢复零磁场状态的要求体积小内聚力小具有高饱和磁化强度。载液可用作载液的液体有硅油矿物油合成油水合乙二醇等，对载液的要求是温度稳定性好非易燃，且不会造成污染，其具有下特征高