激光传输通道工作环境复杂,为满足系统密封要求,设计了一种磁流体动密封结构。主要由磁流体、极靴、永磁体、内筒、外筒和盖板组成。建立磁场仿真模型,计算了不同密封间隙内磁场的大小及其分布。分析了0.1~0.4mm间隙下的理论耐压能力,根据工程要求选取了密封间隙0.2mm。耐压值可以达到0.26 MPa。应用Block Lanczos法对内筒进行模态分析,一阶固有频率690.94 Hz,远高于经纬仪固有频率,满足动力学要求。最后进行试验并分析了离心力对密封的影响。结果表明密封结构的各项指标均满足可以要求。

针对旋转式磁流变液阻尼的磁滞性问题以及由于磁滞性而造成的旋转式磁流变液阻尼器输出力矩不稳定的问题,设计了一种差动式阻尼器,不仅可以使输出的力矩可控性更好,而且有效地克服了磁滞现象的影响。在通过理论计算得到磁流变液差动阻尼器输出力矩模型的基础上,利用ANSYS有限元分析软件对磁流变液差动阻尼器进行了磁场分析,得到了磁流变液的磁感强度与磁流变液差动阻尼器线圈中的控制电流之间的关系,结合数值分析软件得到了磁流变液差动阻尼器的输出力矩与线圈中的控制电流之间的关系。研究结果表明,通过控制磁流变液差动阻尼器的控制电流可以实时调整差动阻尼器的输出力矩大小及方向,对磁流变液阻尼器作为精确控制的力矩控制元件奠定了理论基础。

为解决单一圆筒式磁流变液离合器转动转矩过小的问题,提出了一种电热形状记忆合金驱动的圆筒-圆盘式磁流变液传动方法,利用形状记忆合金的热驱动特性使磁流变液的工作间隙由单一圆筒变成圆筒-圆盘多工作间隙,提高了传动性能;基于形状记忆效应,得出了电热形状记忆合金推力与温度的关系;通过磁场有限元分析,得出了圆筒-圆盘磁流变液传动装置的磁场强度及分布情况;基于Bingham模型,得出了磁流变液传动转矩与磁场强度、结构尺寸等参数的关系。研究结果表明:圆筒-圆盘式磁流变液传动装置传递的转矩比单一的圆筒式磁流变液传动装置传递的转矩提升了42%。

针对船舶发动机振动主动控制系统,提出一种高效电磁作动器.基于电磁作动力为目标设计电磁作动器结构,并对电磁作动力进行理论计算.建立电磁作动器磁场模型,给定直流加载对磁场模型进行仿真分析,计算电磁作动力与磁感应强度.在此理论基础上,以直流信号输入对电磁作动器进行试验验证.结果表明,试验与仿真分析得出的电磁作动力达到预定设计目标,最大磁感应强度基本吻合且未达到磁饱和强度,符合设计要求.验证了应用ANSYS对磁场进行仿真研究的准确性,且相同大小体积下电磁作动器输出的作动力大,性能良好,可以较好地应用于发动机的振动主动控制.

提出了一种温控变面磁流变传动方法,通过温控形状记忆合金弹簧来驱动磁流变液,使磁流变液的工作间隙由一面变为两面,增大了装置所能传递的转矩。基于圆盘式磁流变传动的特点,推导了装置在变面前后分别传递的转矩,探究了温度对磁流变液传递转矩的影响,并采用ANSYS有限元软件进行了磁场分析。结果表明,变面前在工作间隙h1内的磁感应强度随半径的增大而增大;变面后在工作间隙h2内磁感应强度先随半径增大而减小,然后再随半径的增大而增大;变面后在工作间隙h3内磁感应强度随半径的增大而增大;装置变面后所能传递的转矩比变面前传递的转矩增大了91.06%。

为了满足风力发电机检测的爬壁机器人在竖直塔筒外壁面安全吸附、移动平稳自如、具备一定的负载能力,设计了一种新型永磁吸附装置。根据Ansoft软件进行永磁铁磁场分析,确定吸附单元的最佳形状、尺寸参数,以及不同间隙下的吸附力变化规律,根据结果设计了一种磁能利用率极高的磁吸附装置,保证机器人在壁面运动时具有足够大吸附力的同时,吸附装置自身体积质量最小,符合爬壁机器人自身重量尽量轻的要求。

该文针对目前磁流变传动技术中普遍存在的单位体积可传递扭矩较小的问题，提出一种压差——剪切式的新型磁流变制动器，该设计基于汪克尔发动机的基本构型，并在此基础上进行结构与磁路的设计，通过建立力矩模型计算该制动器的输出力矩，并利用ANSYSWorkbench软件进行三维磁场仿真分析，验证了该设计的合理性，实现智能快速制动。

为解决传统油液式旋板减摆器存在的结构复杂以及被动调节阻尼力等问题，采用压差与剪切联合作用的工作模式，设计了一款基于磁流变效应原理的旋板式减摆器。首先，依据减摆器的基本要求进行了结构与磁路的设计，再通过建立力矩模型计算该减摆器的阻尼力矩，按照能量等效的原理计算相关参数，并通过黏性当量阻尼系数与厂方提供的数据相比较来衡量性能好坏。最后利用ANSYS Workbench软件对此模型进行三维磁路仿真与运动仿真分析，验证了本设计的合理性，实现智能快速减摆，为以后的结构定型奠定了基础。

为了更好地利用长行程磁流变阻尼器阻尼通道内磁场有效面积及控制的灵活性，实现对冲击力和位移的平稳控制，对阻尼器进行了磁场有限元仿真与分析，给出了4个线圈输入电流不同时阻尼通道内有效长度上的磁感应强度分布的非参数化模型。结合冲击载荷下控制目标，为控制算法的设计奠定了基础。

对基于磁场测量的行程传感液压缸技术的磁性标尺、传感器结构及布置方法、信号处理方法等进行了研究.通过理论分析确定了传感器部分的测量磁路结构参数,提出了磁性标尺的帧重叠编码方法.通过对双磁敏传感器布置形式的研究,提出了消除间隙影响的信号处理方法.实验结果证明,各项技术能够应用于行程传感液压缸.