为研究磁流变液在不同磁场作用下的挤压与拉伸力学性能,建立了用于测试磁流变液挤压与拉伸特性的实验装置,并通过ANSYS/Multiphysics对此实验装置磁路的磁感应强度分布进行了仿真分析。利用此装置研究了磁流变液在不同外加磁场强度下的挤压和拉伸特性,并建立了拉伸屈服应力与剪切屈服应力之间的关系。挤压实验表明,磁流变液在挤压应变约为0.15时具有最小的压缩弹性模量;当挤压应变大于0.15时,挤压应力和挤压弹性模量与挤压应变表现为指数关系,且指数随着外加磁场的增大呈上升趋势。拉伸屈服应力约为剪切屈服应力的4倍,据此计算得到的剪切屈服应变角在13.8～16.9°,验证了物理模型对磁流变液剪切应力描述的合理性。

研究了磁流变液在大范围磁场强度下的拉伸行为,并将其分为4种类型,提出了归一化的拉伸应力和归一化的磁场强度。结果显示,通过对拉伸应力和磁场强度的归一化处理,清楚地显示了不同磁场强度下的应力-应变曲线类型,可以利用下降的磁场效应和加强的结构效应来估算和比较磁流变液在不同磁场强度下的拉伸行为。根据拉伸行为的改变,发现拉伸屈服应力与磁场强度的关系指数随着磁场强度的增加而增大。

本文设计了一种基于挤压-剪切混合模式磁流变离合器,建立了用于测试其传动性能的实验装置。首先,介绍了磁流变离合器的工作原理;接着,利用ANSYS有限元仿真分析软件分析了磁路的磁感应强度分布特性;最后,搭建了磁流变离合器的传动性能实验测试装置,测试了磁流变离合器的静态传动性能和动态响应特性。实验结果表明:转速对磁流变离合器的转矩影响不明显,而电流和挤压应力对磁流变离合器转矩的影响比较大,转矩随电流及挤压应力的增加而增加;在1.0A的电流和40r/min的转速下,挤压应力为150kPa时,挤剪式磁流变离合器的转矩可达到146Nm,比剪切模式下的磁流变离合器转矩提高了约6.6倍;响应时间常数先随电流(电流小于0.6A)的增加而减小,而后受电流影响不明显;响应时间随挤压应力和转速的增加而下降;总体接合响应时间在77ms以内。所研制的基于挤压-剪切混合

为满足大行程、高输出力精密驱动与控制的需求,提出一种压电叠堆隔膜泵驱动的压电液压马达,建立了理论模型并进行了仿真分析.给出了刚度匹配时最佳面积比及最佳负载的确定方法.设计制作了试验样机,测试了半径比对其性能的影响规律.在工作频率为280 Hz时,半径比为0.8马达的输出功率是半径比为0.53马达输出功率的4.43倍,这说明选取合理的结构参数可有效地提高马达性能.理论分析结果表明,负载一定时,存在最佳的结构参数（刚性顶块与泵腔的半径比、泵腔与液压缸面积比）使马达速度及功率最大、最佳面积比随半径比增加而减小.结构参数一定时,速度随负载增加而降低、存在最佳负载使输出功率最大,且最佳负载随面积比及半径比增加而降低.

为满足大行程、高输出力精密驱动及振动控制的需求，设计了压电叠堆隔膜泵驱动的压电液压驱动器并进行了试验．利用实际液体可压缩的特性，建立了压电液压驱动器理论分析模型，分析了液体体积模量以及压电泵腔高对其输出性能的影响规律．结果表明，其他结构参数确定时压电液压驱动器输出能力随液体体积模量的减小而降低，并存在最佳腔高使其输出能力最大．利用尺寸为4mm×4mm×80mm的压电叠堆制作了泵腔直径30mm、高度分别为0．3mm、0．6mm、0．8mm、1．0mm、1．3mm的压电泵，用于驱动尺寸为q520×100mm^3的液压缸．以水为工作介质，在电压150V、频率60—400Hz条件下测试了驱动器的输出速度及驱动力．工作频率为300Hz时，腔高0．6mm（最佳值）时的输出速度为13．2mm／s，分别为腔高0．3mm和1．3mm时的1．1倍和2．28倍；工作频率为80Hz时，腔高0．3mm（最小

为实现高性能的振动主动控制、振动能量回收以及基于能量回收的自供电半主动振动控制，提出一种压电液压隔振器．基于实际流体的可压缩性，建立了压电液压隔振器的能量回收系统模型并进行了模拟仿真分析，获得了相关要素对发电量的影响规律．结果表明，压电液压隔振器的发电能力随系统背压及液压缸振幅的增加而增加，且存在最佳压电振子直径、厚度以及直径一厚度比使发电量最大．采用嘶0×1．6mm。单晶压电振子及@16×100mm3液压缸制作了试验样机，并以水为工作介质进行了不同频率、背压、激振器振幅条件下的试验测试．试验所获得的压电液压隔振器的最佳工作频率仅为6Hz，可用于低频振动能量回收．在频率为6Hz、激振器输入电压为9V、背压为0．4MPa时，发电量为2．42mJ；当其他条件相同，背压为0．4MPa时的发电量约为无背压时的20倍．