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多腔体串联电流变阀的设计与特性

中国机械工程 2014年第17期25卷 2381-2385,2390页

作者：华顺明李鑫刘建芳庞亮浙江大学宁波理工学院宁波315100 吉林大学长春130022

设计出一种多腔体串联结构的电流变阀,该阀设有若干个带有集散式轴流孔的平行电极,腔体高度和数量可调,从而可满足较大范围的调速要求。推导了电流变阀压差公式,明确了压差与场强、流量和腔体高度的关系。利用Fluent软件仿真分析了电流... 详细信息

设计出一种多腔体串联结构的电流变阀,该阀设有若干个带有集散式轴流孔的平行电极,腔体高度和数量可调,从而可满足较大范围的调速要求。推导了电流变阀压差公式,明确了压差与场强、流量和腔体高度的关系。利用Fluent软件仿真分析了电流变阀的流体压力分布情况和流动情况。设计制作了电流变阀的系列样机,进行了验证试验和对比试验。结果表明:圆板式电流变阀腔体高度在1 mm以下性能较好;串联结构能有效提高电流变阀对压差和流量的连续调节能力。

关键词：电流变阀压差串联结构多腔体

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电流变阀的特性分析及其数控高压电源的设计

电流变阀的特性分析及其数控高压电源的设计

作者：魏克湘湘潭大学

学位级别：硕士

在电流变流体应用于液压技术的研究当中，对电流变阀工作特性的分析大多是基于旋转剪切型测量所得的信息来进行，以电流变流体为工作介质，在实际的大流量状态下对其工作特性进行分析的研究报道较为少见。而对电流变阀中的高压控制电源... 详细信息

在电流变流体应用于液压技术的研究当中，对电流变阀工作特性的分析大多是基于旋转剪切型测量所得的信息来进行，以电流变流体为工作介质，在实际的大流量状态下对其工作特性进行分析的研究报道较为少见。而对电流变阀中的高压控制电源，可能是由于电流变阀还不具备实用价值，其有关的研究工作更很少报道。本文针对上述存在的问题，对电流变阀在实际应用状态下的工作特性进行了分析，并对其高压控制电源进行了研究。本文首先介绍了电流变技术的发展动态、电流变效应的机理及工程应用的原理，详细介绍了电流变流体在液压技术中的应用。对电流变阀的工作机理和控制方法进行了探讨，建立了电流变阀的反馈控制模型。在实际工作状态下对电流变阀的工作特性进行了研究，通过仿真和实验分析得出：使用电流变阀作为流体控制元件，能提高系统的响应速度，简化控制方法，对执行元件具有较好的可控性，验证了电流变技术用于液压控制系统的可行性。针对电流变阀对高压控制电源要求的快速通断及智能控制和体积小的特点，采用单片机技术与高频开关电源技术，设计制作了一台用于电流变阀控制的数控高压电源装置。

关键词：电流变技术电流变阀数控高压电源

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电流变阀性能及精密步进驱动电控系统的研究

电流变阀性能及精密步进驱动电控系统的研究

作者：卢胜军吉林大学

学位级别：硕士

压电泵/电流变阀液压精密步进驱动系统最大限度的发挥了压电泵的工作能力,完全解决了传统压电泵工作过程中阀的响应滞后及液体倒流现象,实现了驱动系统的高分辨率、大行程和大驱动力。本文根据项目的要求,设计了单流道电流变阀和多流道... 详细信息

压电泵/电流变阀液压精密步进驱动系统最大限度的发挥了压电泵的工作能力,完全解决了传统压电泵工作过程中阀的响应滞后及液体倒流现象,实现了驱动系统的高分辨率、大行程和大驱动力。本文根据项目的要求,设计了单流道电流变阀和多流道电流变阀,并开发了稳定的专用电路控制系统。论文概述了电流变液的性能、机理及影响因素;分析了电流变阀性能对驱动系统的影响,推导出了系统的驱动方式;根据阀内电流变液的受力情况,设计了结构更为合理的单流道和多流道电流变阀;通过Fluent软件,分析了阀内电流变液的流动特性。根据电流变阀的等效电路和压电叠堆泵的工作原理,设计了系统的控制电路;根据电流变阀与压电叠堆泵的响应时间,编写了合理的时序控制程序。通过实验,研究了不同结构电流变阀的截止性能;分析了压电叠堆泵不同加压方式对驱动能力的影响;检测了电控系统时序控制的合理性。

关键词：电流变液电流变阀性能分析精密驱动电控系统

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理想电流变阀的流体动力学响应

中国科学技术大学学报 1998年第4期28卷 394-402页

作者：王晓杰唐新鲁张平李卫华张培强中国科学技术大学力学与机械工程系

根据Ｂｉｎｇｈａｍ流体塑性本构方程提出一种计算方法，分析了理想电流变阀中的非定常Ｐｏｉｓｅｕｉｌｅ流动的动力学过程．结果表明，理想电流变阀的响应时间不仅取决于流体的动力学粘性系数、阀间距和压力梯度，而且也与电流变液的... 详细信息

根据Ｂｉｎｇｈａｍ流体塑性本构方程提出一种计算方法，分析了理想电流变阀中的非定常Ｐｏｉｓｅｕｉｌｅ流动的动力学过程．结果表明，理想电流变阀的响应时间不仅取决于流体的动力学粘性系数、阀间距和压力梯度，而且也与电流变液的屈服应力有关．用ＣＮ有限差分格式及近似Ｂｉｎｇｈａｍ模型的双粘性系数参数模型数值模拟了在相同情形下的动力学响应过程，两者符合得很好．

关键词：电流变阀宾汉塑性模型屈服应力流体动力学

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多极板电流变阀应用于避震器之研究

Chinese Journal of Chemical Physics 2001年第5期14卷 633-636页

作者：陈义男吴聪能郭振华郭文化黄照杰曾敦彦张宜杰刘时颖台湾大学

以流动模式 (flowmode)多极板之电流变阀 (electrorheologicalvalve)进行避震器阻尼力特性的研究。由于电极板的大小直接影响到流体流动的剪力及避震器的阻尼力 ,因此使用多极板型式来探讨避震器的特性。设计有 1 5个流道之并联及 1 3... 详细信息

以流动模式 (flowmode)多极板之电流变阀 (electrorheologicalvalve)进行避震器阻尼力特性的研究。由于电极板的大小直接影响到流体流动的剪力及避震器的阻尼力 ,因此使用多极板型式来探讨避震器的特性。设计有 1 5个流道之并联及 1 3个流道之串联多极板电流变阀的电流变避震器 ,并使用自制的电流变液进行实验。由研究结果显示 ,流动式并联极板之电流变避震器 ,一个流道之阻尼力最大 ,流道极板增加则阻尼力反而下降 ,而流动式串联多极板之电流变避震器之阻尼力则随极板数递增。

关键词：多极板电流变液电流变阀避震器减振装置阻尼力振动控制

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平板状电流变阀的设计与实验研究

平板状电流变阀的设计与实验研究

作者：刘建鹏吉林大学

学位级别：硕士

随着现代科学和技术的发展需要,传统的驱动器在驱动精度和驱动载荷能力方面已经不能满足要求,利用电流变技术实现精密驱动的研究已经成为热点。以电流变阀取代液压控制阀实现无级的调节具有很多优势:电流变阀能够直接用电信号控制液体... 详细信息

随着现代科学和技术的发展需要,传统的驱动器在驱动精度和驱动载荷能力方面已经不能满足要求,利用电流变技术实现精密驱动的研究已经成为热点。以电流变阀取代液压控制阀实现无级的调节具有很多优势:电流变阀能够直接用电信号控制液体的压力和流量;由于不经过机械零件运动实现信号的传递,可减少因机构运动引起的摩擦损失,控制机构的设计比较简单,加工也比较简单;由于在电流变阀中不存在有相对运动或金属相互接触的工作件,几乎没有机械磨损等。从理论上分析单通道和多通道电流变阀的工作机理,推导出了施加电场后的压力-流量方程。得到结论有:电流变阀的进出口压力由基本压力差和电致压力差两部分组成;在定流量下,单通道电流变阀的进出口压力差大于多通道电流变阀的进出口压力差;但是,多通道电流变阀的耐液压能力明显增强。根据电流变阀的原理,设计并制造了单通道和双通道电流变阀;对电流变阀的实验装置进行了分析,根据现有的实验条件确定了电流变阀的实验方案,进行了定流量下压力差随电压变化的实验,实验结果与理论分析一致。

关键词：精密驱动电流变技术电流变阀压力流量

压电泵/电流变阀液压精密步进驱动技术的研究

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压电泵/电流变阀液压精密步进驱动技术的研究

作者：刘爽吉林大学

学位级别：硕士

压电和电流变混合超精密步进驱动与控制涉及机械学、材料学、流体力学、控制科学以及电子学等多种学科,是一项多学科交叉的研究领域。本文论述了压电材料的特点,阐述了选择压电叠堆为精密驱动器的驱动源的依据,对压电叠堆的基本性能及... 详细信息

压电和电流变混合超精密步进驱动与控制涉及机械学、材料学、流体力学、控制科学以及电子学等多种学科,是一项多学科交叉的研究领域。本文论述了压电材料的特点,阐述了选择压电叠堆为精密驱动器的驱动源的依据,对压电叠堆的基本性能及参数进行了实验分析。试制了两种单腔体双压电叠堆泵—对称式和交错式,并进行了理论分析和实验研究,选择了一种性能相对较好的泵体结构。运用CFD软件对系统中电流变液体进行流态分析,讨论了局部水头损失、出入口损失及沿程阻力等能量损失情况,提出了相应的解决办法和措施。搭建了实验平台,对压电叠堆泵进行了测试,讨论了输入电压、频率对输出流量和输出压力的影响。配置电流变液,搭建系统测试平台,通过实验,测量了系统分辨率与压电泵分辨率之间的关系;系统驱动力与压电泵、电流变阀的工作性能之间的关系;系统步进速度与压电泵的频率、流量之间的关系。并讨论了各种参数之间的关系,为下一步的研究提供了基础。

关键词：压电叠堆泵电流变液电流变阀精密驱动 CFD

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新型电流变阀的设计及实验研究

新型电流变阀的设计及实验研究

作者：庞亮吉林大学

学位级别：硕士

在液压领域用传统阀来实现系统内流动介质流通截止功能和压力流量控制功能,要选用不同的阀控系统。当要求上述的两种功能同时实现时,传统阀门就不再适用,无论是实现什么功能的传统阀都有着不可避免的缺陷和不足。当把电流变技术引入到... 详细信息

在液压领域用传统阀来实现系统内流动介质流通截止功能和压力流量控制功能,要选用不同的阀控系统。当要求上述的两种功能同时实现时,传统阀门就不再适用,无论是实现什么功能的传统阀都有着不可避免的缺陷和不足。当把电流变技术引入到液压领域可以研制出一种新的阀控系统称为电流变阀。它用电信号控制实现上述两种不同功能的组合使用,有效的避免传统阀的缺陷。电流变阀的优点是： (1)电信号直接作用于流动介质实现对压力和流量的控制。 (2)工作频率高,响应快,滞后小,控制过程中不需要传统机构的辅助,控制速度和精度高。 (3)不存在相接触的运动副,所以无机械磨损,寿命长。 (4)不需要较高的机械加工精度,生产成本低,加工工艺简单。本文对电流变阀内影响流体压力的因素进行了理论分析,发现电流变阀的压差主要由两部分组成。一部分是由电流变阀的结构参数产生的基本压力差,只随流量变化;另一部分是由电流变效应产生的电致压力差,它与电流变阀的结构参数和电场强度有关。分析了电流变液在无外加电场作用时在平行板缝隙内的速度分布情况,并根据电流变效应的知识预测了外加电场时阀内的速度分布情况。根据理论分析的结论,设计了一种新型的多间隙平行板串联结构的电流变阀。通过增减电极板的数量分别对两间隙和四间隙的电流变阀进行FLUENT仿真分析并组建试验系统进行实验研究。试验和仿真结果表明随着电场的增加,压力差增大,这种增大的趋势近似呈高阶曲线分布;随着流量的增大,压力差增大,它的增长趋势近似呈线性;在场强流量给定时流道缝隙增加,压力差减小;在相同的外部条件下,串联流道越多,压力差越大。新型电流变阀和传统电流变阀相比,它的优势在于能有效地增大压差,提高阀的截止能力;根据不同的外部需要可以适当的增减电极板的数量,组合成不同结构的电流变阀;可以用螺栓来调整平行极板的间隙,来实现无级调节流量和压差的功能。受电流变液的性能和实验器材的限制,实验并没有体现出阀的全部性能,比如电流变液发生固化后的性能受材料所限就没能进行验证。但是实验验证了电流变效应的产生,并且验证了压力与流量、场强、平板间隙的关系。本文介绍的电流变阀是电流变技术在工程上的典型应用。因其具有传统电流变阀所不具有一系列优势,随着电流变技术的成熟,它的应用将会更加广泛。

关键词：电流变阀电场强度流量压力差平板间隙

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电流变阀及阀控系统的研究与分析

机电产品开发与创新 2013年第4期26卷 124-126页

作者：王佃武中国煤炭科工集团太原研究院山西太原030006

介绍了新型智能材料电流变流体(悬浮液型)在液力传输中的应用;运用电磁理论、流体动力学、Bing-ham plastic流体动力模型和静电极化理论,推导出电流变流体控制元件的控制方程,并根据电流变流体控制元件的设计准则,设计了平行平板和同心... 详细信息

介绍了新型智能材料电流变流体(悬浮液型)在液力传输中的应用;运用电磁理论、流体动力学、Bing-ham plastic流体动力模型和静电极化理论,推导出电流变流体控制元件的控制方程,并根据电流变流体控制元件的设计准则,设计了平行平板和同心圆筒型两种电流变流体控制元件;运用现代控制理论和计算机仿真软件(Matlab)对电流变动力元件进行了静态分析,对电流变阀控液压系统进行研究分析。

关键词：电流变流体电流变阀电流变阀控系统