车辆悬架系统磁流变阻尼器的结构原理与应用研究

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1、摘要行驶过程中，汽车的平顺性，舒适性是评价汽车性能好坏的很重要的指标。当受到路面的随机激励时，如何能保证乘员乘坐舒适、货物不被损坏、构件在能承受的范围内，达到减少地面的冲击，从而服务于最终目的—提高行驶速度，是发明汽车以来汽车设计师一直为之努力的目标。减振器是用系统中所产生的阻尼来调节悬置和非悬置质量的动态特性的，传统的阻尼减振器所产生的阻尼力基本上是不可连续调控的，无法满足适时控制。现代随着智能结构系统的发展，智能材料的应用研究，二十世纪九十年代一种可控流体一一磁流变液(Magnetorheologicalfluids)在汽车的减振、.刹车等

2、方面的运用研究已经引起了国内外学者和工业界的广泛兴趣。磁流变液(MR)是1948年由Rabinow发明的一种可控流体，它在强磁场作用下可以在短时间内由流动性良好的牛顿流体变为粘塑性的宾汉姆(Bingham)流体，并且这种变化是连续的、可逆的、迅速的、易于控制的，因而可以根据外界振动的变化情况，实现阻尼的连续调节。由于这种阻尼器具有广阔的商业前景，国外关于磁流变液的成分配比以及阻尼减振器的控制和结构设计成为商业秘密。到目前为止，国内对于车用磁流变液减振器的性能研究结果和结构设计还未见报道。本文在对该领域的研究状况进行较全面综合介绍的基础上，立足于

3、国内研制的性能优良的磁流变液，主要作了以下几方面的探讨:}.根据目前三种形式磁流变液阻尼力的形成机理，设计出一种结构简单、易于控制、适合于车用的双出杆剪切流动式磁流变液减振阻尼器，其中包括磁路的布置和建立电流与磁感应强度的对应关系，使之能达到通过激励传感元件的测试，适时调节电流以实现磁感应强度连续控制的结构设计。2.根据特定的磁流变液材料已知的剪切屈服强度与磁感应强度的对应关系，通过控制剪切屈服强度以达到连续控制阳尼力的目的，建立r阻尼力与剪切屈吉林大学硕士学位论文-二一二==‘二=二二‘二二二二二‘‘二二二二二二二‘二二‘=二‘二二二二服强度

4、、运动速度、阻尼器的结构参数、磁流变液性能参数的力学模型。3·对所设计的剪切流动式磁流变液减振器的数学模型进行分析，采用一阶灵敏度和一阶百分比灵敏度的分析方法，对各个参数的变化对阻尼力的影响进行分析，使在剪切流动式磁流变液减振器设计时，根据减振阻尼力的变化范围，适当地选取结构设计参数，以达到优化设计的目的。本文所设计的磁流变体阻尼器，推动了半主动悬架技术的工程实用化;建立的一种剪切流动式磁流变液阻尼器阻尼力的数学模型及变化规律，方便于阻尼力的调整和结构优化，对开发乘员座椅减振器、发动机悬置减振、驾驶室减振等，以及整车悬架减振器阻尼力的理论和设计

5、具有重要的指导意义，对提高乘坐舒适性，整车的平顺性，延长车辆的使用寿命作出了重要贡献。关键词:磁流变液;阻尼器;Bingham流体;屈服强度;ABSTRACTThesteeringstabilityandcomfortareimportantindexestoevaluatethepropertiesofvehicles.Inordertoaccomplishtheultimategoal一increasing沪、velocityofvehicle,thedesignershavestudiedhardtoassurethepassengers

6、'comfort,goods'infrangbilityandcomponents'safetyinendurablerangewhenvehicleareinfluencedbyrandominputo#roadtoreducetheimpacting.Thevehiclevibrationneedstobeattenuatedfromvariousroadconditions.ThisisnormallyaccomplishedbyemployingsuspensionsystemRecently,agreatattentiononthev

7、ibrationsuppressionofavehiclesystemhasbeensignificantlyincreased.Oneofthemodeattractivecandidatestoformulatesuccessfulsuspensionsystemistousesmartmaterials:MR(Magnetorheologicalfluids)andconstructedasemi-activefullsuspensionsystem.MRfluidshaveauniqueabilitytoincreasethedynam

8、icyieldstressofthefluidsubstantiallywhenmagneticfieldisapplied.MRfluidshasr