阐述了磁流变液的流变特性,分析了磁流变阀的结构及其性能影响因素.依据磁流变液的流变特性,设计了一种工作间隙中置的磁流变阀,并对其性能特性进行了研究.研究表明:磁流变液、磁场、磁流变阀的材料和结构是磁流变阀性能的主要影响因素.在电流一定的条件下,工作间隙中置的磁流变阀可使其工作间隙内的磁流变液产生较高的屈服应力,可有效提高磁流变阀的性能.

阐述了磁流变液的流变特性,在此基础上设计了一种双线圈磁流变阀,分析了其工作原理,并通过数学建模,对其进行了仿真分析和性能研究。研究结果表明,磁流变阀中间工作间隙的磁通密度数值整体上大于端面工作间隙,磁流变阀的压降主要由磁流变液在磁场作用下产生的抗剪切屈服应力决定,双线圈磁流变阀阻尼性能明显优于单线圈磁流变阀。

设计了一种蚊香盘式液流通道磁流变阀,其液流通道主要由2个牛顿流体圆管流、1个牛顿流体圆环流、2个非牛顿流体圆盘流和2个非牛顿流体螺旋流共同组成。分析了磁流变阀的工作原理及结构,推导了其压降数学模型。采用有限元法对磁流变阀的电磁场进行建模仿真,并分析了压降变化规律,仿真结果表明,加载电流为2.0 A时,压降达5.58 MPa。搭建了磁流变阀性能测试实验台,对不同外加电流和不同模拟负载下的压降性能进行实验测试,结果表明,当加载电流为2.0 A时,压降可达5.1 MPa,较之传统的径向流磁流变阀压降性能提升明显。不同流量下的响应性能实验结果表明,所设计的磁流变阀响应速度快,上升阶段响应时间小于下降阶段响应时间。

磁流变液因其独特的磁流变特性受到广泛关注,磁流变阀就是利用这种可控可逆的独特特性设计的一种智能器件,并已研制出了各类结构的磁流变液控制阀.为了促进磁流变阀的进一步发展,文章阐述了磁流变阀的工作原理,并从励磁线圈的布置方式、线圈数量的不同、磁流变液流道结构的设计形式三个方面对磁流变阀的结构设计进行了分析,总结了目前磁流变阀各类典型结构的特点和性能,为磁流变阀的发展提供参考.

针对目前磁流变阀压降调节方式单一的不足,基于磁流变液磁梯度箍缩模式设计了一种液流通道截面积随外部磁场变化而变化的磁流变阀,阐述了磁流变阀的结构及工作原理,推导了压降数学模型。采用有限元法对磁梯度箍缩磁流变阀的磁场和流场进行仿真,分析了磁流变液入口速度、输入电流、液流通道半径对磁流变阀压降变化的影响规律。结果表明:磁流变阀在设计结构下产生高梯度磁场,能够有效控制液流通道的截面积大小;阀进出口压降随着液流入口速度、输入电流的增加逐渐增大,随着液流通道半径的增加而减小,其中液流入口速度影响最小,液流通道半径影响最大。当液流入口速度为1.5 m/s、输入电流为1.5 A、液流通道半径为0.5 mm时,磁梯度箍缩磁流变阀的压降可达1.89 MPa。

为提高磁流变先导式溢流阀的压力特性,对磁流变先导式溢流阀导阀(简称磁流变先导阀)进行结构设计和性能研究。采用圆环形和圆盘形组合式阻尼间隙,选择双激励线圈反向通电的方法,达到优化磁场结构即提高磁场利用率的目的。利用Ansoft Maxwell仿真对间隙宽度分别为0.8,1,1.2mm的3种阻尼间隙进行电磁场仿真,并确定最优阻尼间隙宽度。利用CFD仿真对磁流变先导阀的内部流场进行分析。对磁流变先导阀进行压力特性实验,实验测得单激励线圈通电、双激励线圈反向通电时,磁流变先导阀调定压力与加载电流的关系曲线。分析实验结果得出:磁流变先导阀的结构设计合理,提高了磁流变先导阀的调压能力及响应速度,调定压力与电流成正比,最后达到最大调定压力。

利用磁流变液体的可控特性，基于传统单线圈磁流变阀结构，设计一种双线圈圆环阻尼间隙磁流变阀。采用Maxwell电磁场仿真软件对双线圈磁流变阀进行磁场仿真，得出外加电流与阻尼间隙处磁感应强度大小的关系。建立双线圈磁流变阀压降数学模型，采用MATLAB数值仿真软件对磁流变阀压降特性进行仿真分析，初步得到了磁流变阀结构参数对压降的影响规律，从而为双线圈磁流变阀多级调压提供了一定的理论参考。

提出并设计了一种径向流磁流变阀，并加工了样机进行压降性能分析。该径向流磁流变阀的液流通道由2个中心小孔、1个圆环通道和2个径向圆盘通道串联组合而成。采用ANSYS／Emag电磁场仿真软件搭建了径向流磁流变阀有限元仿真模型，并进行了磁场仿真分析以获取理想的仿真压降。搭建了压降性能测试试验台，在不同的加载电流和模拟负载下对所设计的径向流磁流变阀压降性能进行了试验分析。试验压降和仿真压降趋势一致。

利用磁流变液体可控的特性，用一组磁流变阀代替传统液压阀构成-惠斯通桥式阀控液压缸系统，分析了磁流变阀及磁流变阀控系统，从理论上研究了磁流变阀在液压控制系统中的应用。理论分析表明：基于双粘模型的磁流变阀有着较好的流动特性，且随着控制电流的加大，施加于磁流变液的磁场加强，磁流变阀控液压缸系统的效率越高。

利用磁流变液体可控的特性，设计了一新型磁流变阀，并用一组磁流变阀代替传统液压阀构成一惠斯通桥式阀控液压系统；分析了磁流变阀及磁流变阀控系统的宾汉塑性模型，从理论与实验两方面研究了磁流变阀在液压控制系统中的应用。理论分析与实验表明：磁流变阀有着良好的静态性能，且随着控制电流的加大，施加于磁流变液的磁场加强，磁流变阀控系统的效率越高，