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基于磁流变液阻尼器的拉力器磁路分析

材料写作网    时间: 2020-06-29 05:17:33     阅读:次     手机站

摘 要:磁流变材料作为一种新兴的智能材料,因其具有良好的磁流变效应,而越来越受到学者的关注。根据磁流变效应设计的磁流变液阻尼器具有结构紧凑、功耗低、阻尼力大、动态范围广、响应速度快等特点,其阻尼力可通过调节外加磁场大小来控制,在工程上有广泛的应用前景。传统拉力器存在材料种类单一、拉伸倍数小、体积大、使用寿命短、重量大、难拆卸、不易携带等缺点。该文主要针对磁流变液阻尼器的磁路结构,利用MAXWELL软件进行磁路仿真。分析了活塞结构的变化对磁流变液阻尼器磁场分布的影响,为磁流变液阻尼器应用于拉力器的结构设计提供了依据。

关键词:磁流变液 阻尼器 拉力器 磁路仿真

中图分类号:G64 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2014)12(c)-0018-02

传统拉力器的主要原理是通过弹簧的伸缩而产生一定大小的力,而这种拉力器存在材料种类单一、拉伸倍数小、体积大、使用寿命短、重量大、难拆卸、不易携带等缺点。磁流变液是由微米级的可磁化颗粒均匀分散在特定载体母液和添加剂中所形成的特殊悬浮体系。在外加磁场作用下,表现出非牛顿流体的特性,在毫秒级时间内从自由流动的液体转变为半固体甚至固体,呈现出强烈的可控流变特性。近年来,磁流变液的可控流变特性逐渐被应用于建筑结构、机械系统、车辆工程和武器系统等众多重要领域[1-2]。根据磁流变效应设计的磁流变液阻尼器具有结构紧凑、功耗低、阻尼力大、动态范围广、响应速度快等特点,其阻尼力可通过调节外加磁场大小来控制,在工程上有广泛的应用前景[3-6],具有传统机械弹簧不可比拟的优点。磁流变阻尼器的控制方法,是影响磁流变阻尼器应用效果的关键因素之一,目前已成为磁流变技术领域备受关注的问题之一,取得了许多有益的研究成果。该文在传统弹簧拉力器的基础上采用磁流液阻尼器部分替代机械弹簧的方法对拉力器的结构进行了改进设计,并对该模型的设计用MAXWELL软件对所设计的磁路进行仿真,分析了磁场分布。理论分析及仿真结果表明拉力器的结构尺寸对磁路的分布有较大影响,为磁流变液阻尼器的结构设计与性能改善提供了依据。该文重点探讨该设计模型的磁路形成,这对以后的磁流变液阻尼器应用于医疗器材设备具有参考价值。

1 磁路仿真模型的建立

模型设计尺寸初步符合阻尼力等设计要求,但磁场规律是否符合设计要求,需要进一步的验证。对此,我们采用MAXWELL磁路分析软件进行磁路仿真。

应用MAXWELL软件...



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