对磁流变液在不同直流电流作用下的准静态挤压过程进行了实验研究。建立了用于测试磁流变液挤压模式下力学特性的实验装置,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。测试了压应力和压缩弹性模量各自随压应变的变化曲线。实验结果表明:压应力与压应变、外加电流大小和磁流变液本身的性能都有密切的关系。压应力与压应变、压缩弹性模量与压应变的曲线可以划分为3个不同的区域。在第1区域压应变小于0.025时,压应力和压缩弹性模量随压应变的增加而迅速增加;在第2区域压应力与压应变的曲线斜率近乎为零,而压缩弹性模量却随压应变的增大而下降,在压应变约为0.15时降到最低。随后在压应变大于0.15时压应力和压缩弹性模量与压应变显示为指数关系。

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。

当前,汽车变速器中使用摩擦式离合器实现动力切换的比较多,但摩擦式离合器在接合时存在机械摩擦,这就会产生机械磨损严重、降低零件使用寿命以及噪音大等缺陷,而随着磁流变液的兴起,它逐渐引起了国内外学者和工业界的广泛研究,并取得了显著进展。但磁流变液剪切屈服应力不足问题从磁流变技术诞辰时起就一直困扰着磁流变液材料和技术的发展,依据现有的磁流变液剪切应力设计的磁流变液离合器,不但体积较大,而且所能传递的扭矩很小,根本无法适应工业生产。在总结、分析国内外相关技术发展及应用现状的基础上,本论文提出一种基于磁流变液挤压—剪切混合模式下的汽车离合器,这种离合器的优势在于:1)传递更大转矩(不单纯是在剪切模式下工作,不完全依赖于磁流变液自身的剪切屈服强度);2)结构简单、体积小(锥形结构增大了有效剪切面积);3...

为了研究磁流变液在圆筒剪切模型中的流变特性,建立了以圆筒剪切模型为基础的实验装置。首先,通过理论分析得到了磁流变液在圆筒剪切模型中的层间传力模型,切应力和剪切速率测量方法。其次,通过ANSYS对圆筒剪切模型中磁流变液的磁场强度进行了仿真模拟,并以实验测量验证,得到了磁场强度分布。最后以理论分析为基础,通过实验测量得到了切应力与剪切速率和磁场强度之间的关系,并得到了拟合公式。实验表明,磁流变液流切应力与磁场强度的比值为0.162k Pa/m T,与剪切度率的比值为0.00026k Pa·s,磁场强度的增强能够较大地提升磁流变液的工作能力。

为探究磁流变器件失效机理,用两块C型电磁铁耦合建立非均匀磁场。基于提拉法原理设计磁流变液剪切应力测量装置,得到非均匀磁场中剪切应力曲线。对比基于静态匀强磁场的圆筒剪切模型剪切应力理论曲线,发现虽然两者整体趋势一致,但同等磁场强度下两者剪切应力值存在不同程度差异,同时发现电磁铁气隙磁场也存在非均匀性。上述结论说明静态匀强磁场磁流变液剪切特性理论并不能直接应用到非均匀磁场剪切应力计算中,可能的原因包括铁磁颗粒体积分数的分布不均等,需要后续探索。

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...

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．