为解决常规减振器控制力小减振效果不理想的问题,设计了一种基于磁流变液—泡沫金属两相结构的新型减振器,在减振器工作原理的基础上推导出了其阻尼力模型。利用MATLAB软件中的Simulink模块建立了该阻尼力的仿真框图,并进行了实例仿真分析,理论分析及仿真结果表明:外界激励、泡沫金属的等效孔数和孔径对阻尼力影响较大,而等效孔长度对阻尼力几乎无影响,这为磁流变液—泡沫金属减振器的设计提供了有益的参考。

为研究磁流变液在泡沫金属中的流动状态,基于磁流体动力学及麦克斯韦方程,建立磁流变液在泡沫金属中流动的控制方程,并利用流体动力学仿真软件Fluent,模拟仿真磁流变液在多孔泡沫金属中的流动,得到压强和速度分布。结果表明:在流动区域内,磁场强度越大,层流越明显;磁场强度越大,由于泡沫金属复杂网状结构的影响,垂直于流动方向的速度逐渐减小,但由于磁场强度的变化而改变的速度值并不明显;即使对磁流变液施加垂直于流动方向的磁场,磁流变液也能够通过泡沫金属区域;随着磁场强度的增加,磁流变液的动态压强呈减小的趋势,而静态压强逐渐增大。

为提高磁流变泡沫金属阻尼器的阻尼力,基于ANSYS有限元仿真软件,以间隙中磁感应强度为优化目标,以活塞工作长度、直径及缸筒壁厚为优化参数,对泡沫金属磁流变阻尼器的各项参数进行优化。组建泡沫金属磁流变阻尼器剪切力测试系统,实验测试阻尼器优化前后的性能。结果表明,施加相同电流及同等剪切速率时,优化后的泡沫金属磁流变液阻尼器输出的阻尼力提高了1.46倍,优化效果明显。

设计一款新型泡沫金属磁流变液阻尼器,将泡沫金属作为磁流变液的存储载体,使磁流变液封存在阻尼腔中,解决传统阻尼器造价高和密封难的问题;采用在端盖两端设置铜片的设计方法,对磁路中的磁力线走向进行改进,对其磁场进行有限元仿真,仿真结果表明其磁场分布均匀,证明结构设计合理。将设计的泡沫金属磁流变阻尼器用于抑制悬臂梁的振动控制实验,实验结果表明:泡沫金属磁流变液阻尼器响应迅速,可控阻尼性良好,体现了泡沫金属磁流变阻尼器用于半主动控制方面的优势。

对铝合金自冲铆接头及泡沫金属夹层结构自冲铆接头进行疲劳实验,通过三参数经验公式采用S-N曲线拟合法绘制接头的F-N曲线,分析接头的疲劳寿命及泡沫金属夹层对自冲铆接头疲劳性能的影响;采用扫描电子显微镜对接头的疲劳失效断口进行观测,分析其微观失效机理。结果表明：泡沫金属夹层缩短了自冲铆接头的疲劳寿命,不同泡沫金属夹层对自冲铆接头疲劳性能的影响具有差异性,在高疲劳载荷下泡沫铜夹层接头疲劳性能更优。三组接头疲劳失效形式都为下板断裂,在高疲劳载荷下裂纹易在铆扣区域萌生,在中低疲劳载荷下裂纹萌生于下板一侧,沿铆扣区域下侧向板材另一侧扩展。