理论研究了一种圆筒式磁流变液离合器的结构设计。基于Bingham模型描述了磁流变液的本构方程,分析了磁流变液离合器的工作原理;建立了圆筒式磁流变液离合器传递转矩与输出转速的计算模型,并导出了其设计计算公式;利用导出的设计计算公式,选用两种磁流变液材料,设计计算了两种圆筒式磁流变液车用风扇离合器的结构参数。理论研究表明,磁流变液离合器的传递转矩和输出转速都可通过改变磁流变液工作间隙中的磁场强度加以调控;所选择的磁流变液的性能对离合器的结构参数起决定性作用。

本文基于波阻抗分析法建立了夹层板的传声损失数学模型,根据松弛时间谱间接估算了磁流变液的粘弹性模量,基于此理论模型,采用MATLAB编写相应的传声损失数值模拟程序,仿真研究了磁流变液夹层板的传声损失。研究结果表明,励磁电流对磁流变液夹层板的传声损失具有明显的影响,通过调节励磁电流,可以实现夹层板隔声能力的半主动控制;夹层板的芯层厚度并非越大越好,大的芯层厚度易于使吻合频率落入夹层板的常用工作频率范围,从而恶化夹层板的低频隔声性能;夹层板的面板材料选取要综合考虑夹层板的高、低频隔声能力,且要注意成本和轻量化的要求。

为探究一种可用在汽车车身壁板或顶板中的磁流变液夹层板的声学特性,建立了该夹层板的声学有限元模型。其声学特性表明,磁流变液夹层板的低阶固有频率受其结构刚度影响几乎不随励磁磁场变化;随着磁场强度增大,夹层板的高阶固有频率明显变大,简谐激励作用下夹层板的最大变形量明显减小,最大辐射声压级变小;与其他夹芯层材料相比,磁流变液夹层板件具有更好的隔声性能。

通过使用COMSOL Multiphysics仿真软件,构建了磁流变液夹层板的电磁学几何模型,在磁场物理场中对其周围的磁场进行了仿真,利用所得三维绘图组和一维绘图组对磁流变液夹层板的磁场分布情况进行了仿真分析。仿真结果为后续的磁流变液夹层板的声学特性试验研究奠定了重要的基础。