为了提高使用偶极子模型分析磁流变液流变性能的准确性,采用偶极子模型与有限元模型对比的方法,分析了偶极子模型的适用范围,计算了不同体积分数磁流变液偶极子模型表面磁场的误差大小,并进行了实验验证。研究结果表明,磁流变液中软磁性颗粒主要受其相邻颗粒影响;偶极子模型表面磁场最大误差为62%,出现在两颗粒表面距离最近处,在磁流变液体积分数为6.5%时,偶极子模型误差最大值为3%,偶极子模型成立;体积分数为20%时,偶极子模型误差最大值达到19%,模型已经失效;外加均匀磁场大小对偶极子模型相对误差亦有影响,磁场越强,相对误差越小;实验与有限元分析结果基本一致,证明了理论分析的正确性。

为揭示磁流变调速起动过程中的时间响应特点及影响因素,在分析磁流变调速起动控制系统工作原理的基础上,建立输出转速控制数学模型,并利用Simulink软件对调速起动的时间响应进行仿真分析,其后在不同初始条件下开展调速起动试验研究。研究表明磁流变调速起动响应时间随着励磁电流的减小和负载扭矩的增大而增加,而与输入转速间近似成正比例关系;试验时所测得不同因素的影响规律与仿真时基本一致,验证了理论模型和仿真分析的正确性,然而由于仿真时未考虑磁路响应和磁流变液流变响应,响应时间的仿真值与实测值相比偏小。

为揭示磁流变传动(magnetorheological(MR)transmission)界面间液膜的温升特性,以一种多盘式磁流变传动装置为研究对象,对传动界面间磁场分布进行有限元仿真分析,并采用实验方法研究了工作间隙内液膜的温升情况及分布规律,同时测试了液膜温升对传动性能的影响。研究结果表明:液膜温度沿工作间隙径向逐渐增大,并且温度差值随滑差时间越来越大,液膜沿周向温度分布基本均匀;滑差加载阶段,液膜温度随时间近似呈线性上升,且滑差功率越大,温升速度越快,在停机阶段温度下降缓慢,有必要采取强制散热措施以减缓液膜温升;液膜的温升将会导致其传递扭矩能力下降和动态响应速度变慢。

为了得到界面变形对磁流变传动装置传动性能的影响规律,总结了变形界面的产生形式,采用数值计算方法,从电磁场和液膜传动能力两方面分析了变形界面的传动性能,并进行了相关实验研究,结果表明:传动圆盘的正常变形量小于100μm,变形后工作间隙磁场变化量较小,一般小于0.01 T,约占工作间隙磁场的2%;变形对毫米厚度液膜传动性能的影响很小;对于较小变形量,界面变形并不能显著影响磁流变液的传动能力;对于较大变形量,由于磁流变液液膜剪切和挤压效应产生的剪切力作用,磁流变液扭矩传递能力有一定提升,但是这种剪切力不可调节,降低了磁流变传动装置的调节性能。

为了分析传动壁面形貌对磁流变液滑移特性的影响规律,建立磁流变传动性能实验台,分析了传动壁面沟槽形状、沟槽密度、沟槽深度、纹理类型等对滑移强度的影响规律,研究发现,滑移强度与传动壁面表面形貌有关,壁面沟槽形状对滑移强度影响并不明显,三角形截面形状略优于矩形;增加沟槽密度可提升磁流变液的传动能力,沟槽深度在0～0.5mm范围内存在最优值;同心圆、光滑、凹坑及径向辐射条纹4种壁面形貌中,滑移强度由大到小依次是:径向辐射条纹、凹坑、光滑、同心圆,改变壁面形貌可使滑移强度提高10%。

基于Bingham模型和传热学基本理论,建立滑差工况下磁流变液瞬态热传导方程,并采用数值仿真和试验研究了磁流变液温度场沿轴向和径向的分布以及滑差功率和工作间隙对其的影响规律。研究表明轴向各间隙中磁流变液间存在着温度差异,由内向外温度逐渐降低,且内外温差随时间的增大而增加;不同时刻磁流变液表面温度分布规律基本一致,温度最高值出现在工作半径中心处;磁流变液温度随滑差时间呈近似线性上升,且温升速度随滑差功率的增大而增大,随工作间隙的增大而减小。

传统的矿用乳化液泵将预先配制好的乳化液加压输送至工作机构，该文在其基础上通过改变活塞及活塞杆的结构，实现乳化液配比和加压过程相结合。这一改进不仅省去单纯的乳化液配比过程而且节约了煤矿井下的宝贵空间，为煤矿生产带来一定的经济效益。

该文对可伸缩带式输送机液压收放带装置进行了改进，将其收放带机构的定长摇臂改进为可伸缩式摇臂，给出了改进后的液压系统原理图。改进后，减小了该装置在井下占用的空间，增加了摇臂的灵活性，提高了卷带的效率，并降低了成卷胶带回收的难度。

首先对传统的架空乘人装置的不足之处进行了分析指出了把变频液压动力系统应用于架空乘人装置中该系统是一种从动力源头考虑功率匹配的全局型节能动力系统它能够实现无级调速、运行平稳且系统结构和液压回路简单。变频器可以实现负力工况下的动力制动起动、动力制动运行、动力制动停车。对该系统的构成和运行机理进行了讨论及分析通过与其它驱动形式的对比结果表明该系统节能效果显著运行状况良好适宜在架空乘人装置中推广应用。

电液比例溢流阀是液粘调速离合器电液控制系统的关键元件。通过实验对其动态特性进行分析，并与计算机仿真结果进行比较，验证了根据实验数据所简化的传递函数的正确性。