为了实现磁流变缓冲器多维灵活可调的阻尼输出,设计多阶并联式线圈结构的磁流变缓冲器,并以火炮后坐缓冲为研究背景,讨论该新型缓冲器动态特性.利用各线圈可独立加载控制特点,对不同工作线圈、电流组合加载及各线圈延时加载进行冲击试验,分别分析磁流变效应在几何维度、时间维度上的变化对缓冲性能的影响.对比分析并联式磁流变缓冲器的优势.结合后坐缓冲模型及冲击试验结果,分析缓冲器在火炮后坐缓冲的可控性.研究表明:多阶并联式磁流变缓冲器可以通过改变几何维度及时间维度上电流加载实现多变的阻尼特性输出,然而由于缓冲器结构未能优化设计,导致缓冲器的可调系数不高,当最大后坐速度小于2.16m/s时可以实现部分后坐输出理想阻尼力.

以羰基铁粉为磁性颗粒,不同比表面积(150,200,380m^2·g-1)纳米SiO_2粒子为触变剂制备了磁流变液,研究了不同比表面积SiO_2对磁流变液流变特性和沉降稳定性的影响。结果表明:SiO_2的比表面积越大,磁流变液的饱和磁化强度和相对磁导率越大;随着SiO_2比表面积的增大,磁流变液的零场黏度先快速增大后略微减小,剪切应力、屈服应力和沉降稳定性增大;当SiO_2比表面积为380m^2·g-1时,磁流变液表现出优良的可控性。

温升效应是磁流变液阻尼器由实验室走向大规模工程实用化所面临的重大挑战,在长时间连续工作过程中所引发的温升现象会影响阻尼器的力学性能及稳定性.为全面了解磁流变阻尼器在温升效应下的性能变化以及克服输出性能随温度波动的控制方法,分别从磁流变液温度特性、阻尼器温升理论、考虑温度因素的动力学模型和温升补偿控制算法4个方面进行归纳阐述.重点介绍了直线式磁流变阻尼器在温升条件下的研究状况.由磁流变液材料、器件直至系统的角度全面梳理了温度因素对磁流变阻尼器的影响.最后,针对磁流变阻尼器在温升情况下的研究进行总结,并分析其所面临的问题和挑战.

针对发动机曲轴系扭转振动问题,基于磁流变阻尼器工作原理,设计新型硅油-磁流变液混合模式的曲轴系扭振减振器,并建立了仿真模型进行磁路计算,以平均磁感应强度为目标,分析减振器结构参数对平均磁感应强度的影响并进行电磁仿真分析.仿真结果验证了理论模型的正确性,磁路设计合理,最大阻尼力矩满足设计目标要求.

针对磁流变液减振器结构设计磁场利用率不高,同时磁流变液易产生沉降现象导致控制特性劣化,而磁流变脂粘度高、流动性差导致减振器初始阻尼力过大、阻尼调校空间小的问题,本文提出一种减振效果与活塞位移相关的新型磁流变脂减振器。本文阐述了该减振器的结构形式和工作原理,基于流体力学理论,选用宾汉本构模型,建立了输出阻尼力数学模型,在MATLAB环境下对模型进行仿真研究。为了提高减振器性能对其在基础尺寸上进行了合理的优化,优化结果显示优化后减振器相较之前得到了更低的初始阻尼力以及更宽的阻尼可调范围。

利用火药在密爆腔燃烧的能量产生高冲击载荷检验所设计的电流变缓冲器抗冲击性能并验证控制系统和控制算法的可行性。在Simulink环境中建立电流变缓冲系统模型并对控制算法进行了仿真分析。对不同固定电压加载阻尼力、不同控制加载方式及控制策略性能进行了分析比较。结果表明：模糊控制能够很好地达到缓冲系统提出的控制要求具有最优的减振控制效果。研究结果为优化电流变缓冲器结构设计及其系统控制算法提供参考。