剪切盘式磁流变液阻尼器设计及磁路检测
摘 要 磁流变液阻尼器是新型的智能化吸能装置，文章采用宾汉模型研究纯剪切盘式磁流变液阻尼器的力矩计算模型，并引入磁致力矩与粘性力矩比例，对此类阻尼器磁路设计进行分析，用ANSYS软件分析工作面的复合式磁路设计磁场分布情况。
关键词 磁流变液；阻尼器；力矩；复合式磁路
中图分类号：TB535 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）21-0017-02
磁流变液（Magnetorheological Fluids）是近十年来迅速发展的一种智能材料，通常是一种将微米尺寸的可磁化颗粒分散于母液中构成的悬浮液。无磁场时为牛顿流体，而在强磁场作用下其在瞬间由液体变为粘塑体，其流变性质发生急剧变化，表现出类似固体的力学性质。其固”液转换在毫秒量级内完成，而且去除磁场后这种材料又迅速恢复其流动性，因而其应用前景极为广泛。
1 磁流变液数学模型
1.1 微观模型
对于磁流变液的微观结构已经有学者进行了较深入分析，在这里我们假设在上下滑板间充满磁流变液，在外加磁场的作用下，磁流变液中的磁性微粒形成链状结构，链的末端吸附于上下滑板上。
1.2 本构方程
由于磁流变效应的复杂性，目前还没有公认的力学计算模型。最多的是根据实验数据采用优化方法建立阻尼器动力学模型。
在保证精度的前提下为简便起见可采用Bingham塑性流体模型描述磁流变体的本构关系。Bingham流体的流变曲线是剪切应力有初值（屈服应力τb）的直线。其流变方程为剪切应力τ与剪切变形速度成近似直线关系。该模型形式简单、概念清晰，描述阻尼器的力-位移关系物理意义明显，易于实际应用。
2 盘式阻尼器分析
磁流变液剪切盘阻尼器结构图如图1所示，阻尼器为单盘式，磁流变液填充于转动盘与外壁间的空腔内，当盘片由于外部驱动力矩转动时，阻尼器工作于剪切模式，工作面积为半径从R0到R1的圆环面。
磁流变液阻尼器的阻尼力的一般形式可表示为：
F=Fc+Fm+Fi （1）
其中Fi、Fm、Fc分别为流体阻尼力，电磁力及电涡流阻尼力。
由文献[4]可知，对于剪切盘式阻尼器，其输出力矩可由如下公式描述：
（2）
因为磁致扭矩TB∝磁场强度B∝控制电流I，所以这部分扭矩属于可控阻尼力矩，本文引入可控系数δ（δ=TB/T，TB为磁致扭矩，T为总流体阻尼扭矩）表征磁流变液阻尼器的可控性，用于衡量磁流变液阻尼器的控制效率。
1.磁体；2.工作腔；3.磁流变液；
4.传...
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