柴油机隔振系统的悬置阻尼可控对提高交通工具的性能具有重要意义,分析了一种可调阻尼磁流变液悬置的特性,建立了柴油机垂向隔振动力学模型,为降低柴油机垂向激振力的传递,设计出悬置阻尼多状态控制器,搭建了柴油机隔振台架试验系统,并在不同工况下进行了对比试验。结果表明,多状态隔振控制使磁流变液悬置有效隔离了柴油机垂向激振力的传递,在较低转速下其隔振效果明显优于被动悬置。

针对传统磁流变液减振器输出阻尼力小、磁场利用率不高、能耗较大的缺点,依据轨道车辆抗蛇形振动减振器的技术要求,提出了一种基于多级径向流动模式的磁流变液减振器。阐述了磁流变液减振器的工作原理,完成了磁流变液减振器的磁路设计。根据确定的磁路结构参数制造出磁流变液减振器,在专用的轨道车辆减振器试验台上对减振器进行了测试。测试结果验证了对多级径向流动模式磁流变液减振器理想性能的预测,表明磁路设计是有效的。

针对传统缓冲着陆装置阻尼刚度不可调节的局限性,提出采用基于磁流变技术的自适应变阻尼变刚度缓冲装置。首先从理论上研究了采用磁流变阻尼器实现刚度阻尼等效控制的原理,分析了刚度阻尼调节范围;进而设计了基于能量守恒原理和天棚阻尼控制技术的飞行器缓冲着陆的自适应控制器,最后通过数值分析考察缓冲器和控制策略的有效性。分析结果表明,与被动缓冲装置相比,基于磁流变技术的缓冲装置不仅能降低着陆冲击过程的峰值载荷,而且需要的行程也较小,表明设计的缓冲装置和控制策略是有效的。

针对现有测试装置剪切率低且难以使磁流变脂达到磁饱和的问题，提出了一种基于同心圆筒双边剪切模式的磁流变脂流变学特性检测方法，分析了剪切通道中磁流变脂在转子作用下的剪切流动特性与剪切应力分布，建立了磁流变脂传递力矩与剪切应力的理论关系，得出了由传递力矩导出标称剪切应力的近似算法；通过建立剪切率与剪切应力之间的函数关系，利用剪切通道中磁流变脂的平衡微分方程和流动边界条件，得出了由转子角速度导出磁流变脂标称剪切率近似算法；通过实验方法研究了剪切通道平均磁通密度与励磁电流的关系；设计与制作了磁流变脂检测装置，并利用磁流变脂检测装置完成了某典型磁流变脂检测，使磁流变脂的剪切率达到2000s^-1、磁通密度超过0．6T，测试结果与其它检测装置检测结果能较好吻合。

对近年来发展的高性能磁流变液的磁学特性、流变学特性、抗沉降团聚稳定性、温度稳定性、摩擦学特性、应用性能、耐久性做了简要介绍和讨论。

将磁流变液减振器的非对称环形阻尼通道分解为有限平行板微通道,按照磁路原理,研究各微通道中的磁感应强度与微通道间隙的理论关系;按照流体力学平板流动模型,建立微通道中磁流变液的准稳态流动微分方程并将其简化,利用双黏本构关系来描述磁流变液的流变学特性;依据非牛顿流体力学,得出微通道中流动磁流变液不滑动边界条件和流动相容条件;通过求解准稳态流动微分方程得出磁流变液在微通道中的流动速度分布;利用有限微通道叠加方法,导出磁流变液减振器阻尼力近似算法。制作具有20%偏心率的磁流变液减振器进行示功测试,实验数据与分析所得阻尼力吻合较好。结果表明,相同励磁条件下环形阻尼通道偏心距使磁流变液减振器阻尼力调节范围减小。

针对在不同条件下,磁流变液使超声波传播特性发生显著变化的现象,设计并制作了研究磁流变液调制超声波传播特性的实验装置。通过实验研究了不同磁感应强度、不同磁场方向对超声波在磁流变液中的传播特性的影响,分析了磁场对超声波传播速度与幅值调制的迟滞特征,并对上述现象特性进行了定性解释。研究结果表明,超声波在磁流变液中的传播速度、幅度不仅与磁场作用下形成链状结构的粗细、方向性有很大关联,而且存在明显的迟滞性。

设计了一种基于圆盘挤压模式磁流变悬置,利用试验方法得出了不同激励频率条件下磁流变悬置的循环耗散功与励磁电流的关系。利用磁流变悬置,建立了发动机振动半主动控制的研究模型。提出了一种模糊控制方法,利用转速、加速度和动态拉压力传感器,借助美国国家仪器公司的数据采集和实时控制器,构建了发动机隔振模糊控制试验系统,并开展了怠速和常用工况条件下的发动机振动隔离控制试验研究。研究结果表明,与橡胶悬置相比,基于磁流变悬置的模糊控制系统,能够降低发动机动态激振力传递到支承,并且低转速条件下的振动隔离效果优于高转速条件下的。

针对传统的双筒型磁流变液减振器底阀容易堵塞和单筒浮动活塞密封困难的问题,提出了一种单筒复合节流充气气囊补偿的磁流变液减振器。利用实验数据辨识了磁流变液的Herschel-Bulkley本构模型参数;建立了环形阻尼通道内磁流变液准稳态流动微分方程,利用Herschel-Bulkley本构模型得出了磁流变液速度分布表达式;研究了非牛顿流体环形通道节流、牛顿流体小孔节流和气囊补偿共同作用下的阻尼力计算方法。根据某轿车悬架参数要求,设计制作了磁流变液减振器样机;利用WDTS型油压减振器实验台对其进行了示功特性测试。测试结果表明:在不同电流激励作用下,磁流变液减振器的理论阻尼力值和测试值吻合较好,所提出的分析方法是合理的。

针对轴向流动型磁流变液减振器有效阻尼通道短和磁场利用率不高的问题,提出一种多级径向流动型磁流变液减振器;建立了磁流变液径向流动控制方程,并对其进行了合理简化,采用双粘本构模型导出磁流变液径向流动速度的表达式;利用定积分法分析了磁流变液惯性效应对径向压力梯度影响;得出了基于准稳态与非稳态流动的磁流变液减振器阻尼力计算方法。为了验证理论分析的合理性,按照轨道车辆抗蛇行减振器的技术要求,设计制作了多级径向流动型磁流变液减振器,利用J95-I型油压减振器实验台对其进行了阻尼特性实验,比较了不同激励电流下的磁流变液减振器阻尼力的实验值与理论值。