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磁流变传动装置温度特性研究

仪器仪表学报 2012年第3期33卷 596-601页

作者：田祖织侯友夫王囡囡中国矿业大学机电工程学院徐州221008

基于热传导理论,采用有限元方法对磁流变传动装置温度场进行了研究,并采用实验方法分析了温度对磁流变传动装置性能的影响规律。研究发现,该传动装置稳态滑差功率可达200 W,温度最低点出现在传动轴轴端处,最高点则出现在传动圆盘内外径... 详细信息

基于热传导理论,采用有限元方法对磁流变传动装置温度场进行了研究,并采用实验方法分析了温度对磁流变传动装置性能的影响规律。研究发现,该传动装置稳态滑差功率可达200 W,温度最低点出现在传动轴轴端处,最高点则出现在传动圆盘内外径之间,各点温度分布较为均匀;瞬态时,传动圆盘径向各处温差最大值达到80℃,热变形对微间距传动影响较大,现场实验温升曲线与有限元分析基本一致;温度升高降低了磁流变液的动屈服应力,但由于磁路磁阻及挤压增强效应影响,可以轻微提升磁流变传动装置的传力性能。

关键词：磁流变液温度磁流变传动有限元

滑环轴向移动距离对温控永磁式磁流变传动性能的影响

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磁性材料及器件 2022年第5期53卷 38-44页

作者：巩杭胡光晖黄金重庆理工大学机械工程学院重庆400054

针对磁流变液传动装置高温下需提升传动转矩的要求,提出了一种通过温度场控制形状记忆合金弹簧驱动永磁体改变磁流变液工作区域的磁感应强度,从而改变传递转矩的传动方法。使用Maxwell软件,分析了传动装置在不同的轴向滑环移动距离时的... 详细信息

针对磁流变液传动装置高温下需提升传动转矩的要求,提出了一种通过温度场控制形状记忆合金弹簧驱动永磁体改变磁流变液工作区域的磁感应强度,从而改变传递转矩的传动方法。使用Maxwell软件,分析了传动装置在不同的轴向滑环移动距离时的磁力线分布和磁感应强度,并得出磁流变液产生的转矩与温度的关系,以及轴向滑环位移距离和传递转矩的关系。研究结果表明,温度从70℃上升至100℃,传递转递的转矩从6.32 N·m上升至16.15 N·m,上升趋势接近于线性,所以得出结论:随着温度的升高,装置传递转矩增大。

关键词：磁流变传动转矩温度永磁体形状记忆合金

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新型水冷式磁流变传动装置流温特性研究

磁性材料及器件 2023年第4期54卷 66-73页

作者：吴向凡季锦杰田祖织谢方伟郭阳阳李昊鹏徐州工程学院机电工程学院江苏徐州221110 中国矿业大学机电工程学院江苏徐州221116

提出了一种磁流变液传动装置导磁柱式新型散热结构,总结了新型水冷式磁流变传动装置的三种基本工况,探究了三种工况下的冷却液速度场分布特征。同时,开展了常见工况下的瞬态和最大滑差功率下温度场分布特征仿真研究,设计并搭建了新型水... 详细信息

提出了一种磁流变液传动装置导磁柱式新型散热结构,总结了新型水冷式磁流变传动装置的三种基本工况,探究了三种工况下的冷却液速度场分布特征。同时,开展了常见工况下的瞬态和最大滑差功率下温度场分布特征仿真研究,设计并搭建了新型水冷式磁流变传动装置测试系统,通过实验揭示了滑差功率、进水流量和转速等参数对散热的影响规律,仿真和实验结果表明新型水冷式磁流变传动装置具有良好的散热性能,能够实现大功率扭矩传递,研究结果为磁流变传动装置实现大功率传递提供散热方案参考。

关键词：磁流变传动散热流场温度场

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磁流变传动的研究现状、发展趋势及关键技术

液压与气动 2016年第8期40卷 1-9页

作者：曾亿山王道明高文智合肥工业大学机械工程学院安徽合肥230009 中国矿业大学机电工程学院江苏徐州221116

磁流变传动具有反应迅速可逆、控制简单且能耗低、抗外界干扰能力强等特点,在机电设备软启动、软制动、无级调速和过载保护等方面具有广泛的应用前景。在阐述磁流变液基本概念的基础上,首先介绍了磁流变传动基本形式和工作原理;其次,综... 详细信息

磁流变传动具有反应迅速可逆、控制简单且能耗低、抗外界干扰能力强等特点,在机电设备软启动、软制动、无级调速和过载保护等方面具有广泛的应用前景。在阐述磁流变液基本概念的基础上,首先介绍了磁流变传动基本形式和工作原理;其次,综述了磁流变传动技术的国内外研究进展和现状,指出了当前研究在大功率应用场合尚存在的局限性与不足;最后,从磁流变液材料的可靠性、磁流变传动装置的温度特性以及散热问题三个方面,着重分析了磁流变传动技术的发展新趋势和关键技术。

关键词：磁流变传动可靠性温度特性散热问题

磁流变液与电热形状记忆合金联合传动性能研究

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中国机械工程 2021年第17期32卷 2040-2046页

作者：熊洋黄金舒锐志重庆理工大学机械工程学院重庆400054

针对磁流变液装置所产生的转矩偏小的问题,提出了一种磁流变液与电热形状记忆合金(SMA)联合传动的方法,并介绍了传动装置的工作原理。基于电热SMA弹簧力学特性,推导了温度与摩擦转矩的关系;通过有限元软件对装置进行了磁场分析,得到了... 详细信息

针对磁流变液装置所产生的转矩偏小的问题,提出了一种磁流变液与电热形状记忆合金(SMA)联合传动的方法,并介绍了传动装置的工作原理。基于电热SMA弹簧力学特性,推导了温度与摩擦转矩的关系;通过有限元软件对装置进行了磁场分析,得到了环形磁流变液工作间隙磁场强度与磁流变液剪切屈服应力之间的关系,并计算得出磁流变液传递的转矩。实验结果表明:由8个SMA弹簧产生的摩擦转矩最大为1.798 N·m,励磁线圈的电流为1 A、匝数为380时,磁流变液传递的转矩为1.41 N·m。相较于单一的磁流变液传动装置产生的转矩,磁流变液与电热SMA联合传动产生的转矩为3.15 N·m,传动性能提高了1.2倍。

关键词：温度磁流变液电热形状记忆合金磁流变传动转矩

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水冷式磁流变传动装置研究

水冷式磁流变传动装置研究

作者：窦金中国矿业大学

学位级别：硕士

磁流变传动是一种新型的动力传递形式,利用磁流变液的流变效应传递动力,可通过调节外加磁场的强度改变输出转矩的大小;磁流变传动装置是磁流变传动技术的具体应用,与传统的传动装置相比具有反应迅速可逆、能耗低以及控制简单等特点,在... 详细信息

磁流变传动是一种新型的动力传递形式,利用磁流变液的流变效应传递动力,可通过调节外加磁场的强度改变输出转矩的大小;磁流变传动装置是磁流变传动技术的具体应用,与传统的传动装置相比具有反应迅速可逆、能耗低以及控制简单等特点,在机械传动领域有广阔的应用前景。针对当前磁流变传动技术存在的问题,本文将对以下几个方面的内容进行研究,以期为磁流变传动技术向大功率发展提供支持。根据磁流变传动的特点,提出了一种磁流变传动散热方案;结合水冷式磁流变传动装置的技术要求,基于电磁学基本理论,对传动装置进行了磁路的设计与计算,确定了装置的总体结构和主要参数,得到了一种水冷式磁流变传动装置。介绍了电磁场的基本理论和计算方法,采用有限元分析软件ANSYS对传动装置进行磁路仿真,得到不同励磁电流下传动装置磁场的总体分布,并对工作空间中磁感应强度的分布特点以及影响因素进行了分析。结果表明,磁力线基本约束在磁路内,且工作空间磁感应强度分布均匀;当电流为2.0A时,工作磁感应强度可达到0.56T,能够满足磁路设计要求。根据温度场计算方程,利用ANSYS对水冷式磁流变传动装置进行稳态和瞬态温度场仿真;分析了传动装置的许用滑差功率,并探究了滑差功率和冷却水的温度对磁流变液温度的影响。结果表明,在磁流变液适用温度范围内(-25～130℃),设计的水冷式磁流变传动装置的理论传递功率可达12.5kW;当滑差功率为7.5kW,冷却水温度为25℃时,磁流变液的最高温度仅为70℃。以设计的水冷式磁流变传动装置为基础,搭建了水冷式磁流变传动性能实验台,开展了磁流变传动装置的动力传递、动态响应以及温升特性实验研究;并探究了磁流变液温度和散热方式对装置传递转矩的影响。结果表明,采用的水冷散热方式能够有效控制传动装置的温升。论文最后对所做的工作进行总结,并对相关的技术研究进行展望。

关键词：磁流变传动磁流变液水冷电磁场温度场仿真分析

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传动磁流变液的制备及其特性研究

传动磁流变液的制备及其特性研究

作者：王建中国矿业大学

学位级别：硕士

磁流变液是一种典型的智能材料，主要由软磁性颗粒、基载液和表面添加剂等组成，已在动力传递、振动控制等领域得到了广泛应用。磁流变传动装置是以磁流变液为传动介质开发出的一种新型的传动技术，具有众多优点，拥有广阔的应用前景。... 详细信息

磁流变液是一种典型的智能材料，主要由软磁性颗粒、基载液和表面添加剂等组成，已在动力传递、振动控制等领域得到了广泛应用。磁流变传动装置是以磁流变液为传动介质开发出的一种新型的传动技术，具有众多优点，拥有广阔的应用前景。针对目前磁流变液制备及其动力传动研究中存在的问题，本文在以下几个方面进行了深入的研究。根据传动磁流变液的特殊使用要求，本论文对磁流变液各组分进行了分析和选择，以磁流变液的沉降稳定性作为指标配制磁流变液，选择出最佳的表面活性剂和触变剂，并确定相应的添加含量，此外通过正交试验的方法确定了磁流变液制备所需的最佳工艺参数。为了选择出适用于传动装置的磁流变液，本论文对传动磁流变液的特性进行了分析和研究。分析了磁流变液的沉降稳定性、饱和磁化强度、粘度、密度、热膨胀性的影响因素，并通过实验研究了软磁性颗粒的粒度、磁流变液的质量分数、基载液的粘度以及温度等因素对磁流变液特性的影响。总结了磁流变液屈服应力测试方法，指出了传统测试过程中面临的问题，研制了一种具有温控功能的圆盘式屈服应力测试仪，并对该仪器的磁路进行了仿真及实验分析;测试了制备的磁流变液的剪切屈服应力，并分别研究了不同软磁性颗粒粒度、不同质量分数、不同剪切速率下的磁流变液的剪切屈服应力;分析了随着温度的改变磁流变液剪切屈应力的变化情况;研究了不同高温处理后的磁流变液的剪切屈服应力的情况。介绍了磁流变传动装置的原理，对磁流变传动实验台进行了改造;分析了各种设备的技术指标，并通过实验台测试了不同软磁性颗粒粒度、不同质量分数的磁流变液的传动性能，研究了磁流变液传动性能受温度的影响情况。

关键词：磁流变液制备技术剪切屈服应力材料特性磁流变传动

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壁面特征对磁流变液传力性能的影响

功能材料 2011年第11期42卷 1962-1964页

作者：田祖织侯友夫王囡囡中国矿业大学机电工程学院江苏徐州221008

为了保证磁流变传动装置的动力传递效果,采用实验方法,分析了不同壁面材料、表面粗糙度大小、壁面形貌、滑差转速及工作间隙对磁流变传力性能的影响规律。研究表明壁面材料对磁流变液动力传递效果影响较为明显,材料磁导率越低,传递转矩... 详细信息

为了保证磁流变传动装置的动力传递效果,采用实验方法,分析了不同壁面材料、表面粗糙度大小、壁面形貌、滑差转速及工作间隙对磁流变传力性能的影响规律。研究表明壁面材料对磁流变液动力传递效果影响较为明显,材料磁导率越低,传递转矩越小,容易发生壁面滑移现象;壁面形貌亦为影响传力效果的主要因素,凹凸同心圆表面减弱了磁流变液的传力性能;高滑差转速时,磁流变液颗粒成链较为复杂,其传递转矩随滑差转速的增加而逐渐降低,而工作间距对其传力性能影响不大。

关键词：壁面特征传力性能磁流变传动

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矿用带式输送机磁流变液软启动器的研制

煤矿机械 2013年第7期34卷 173-175页

作者：时统军李坚冀中能源股份有限公司邢东矿河北邢台050051 淮北矿业集团公司机电处安徽淮北235000

矿用带式输送机的发展方向是高速度、大运量、大功率、长距离,由此导致电机在启动过程中的瞬时电流过大,对线路的冲击大、电压降增加,从而造成电机启动困难,甚至出现无法启动的现象。同时,直接启动情况下,负载设备的速度发生突变,加速... 详细信息

矿用带式输送机的发展方向是高速度、大运量、大功率、长距离,由此导致电机在启动过程中的瞬时电流过大,对线路的冲击大、电压降增加,从而造成电机启动困难,甚至出现无法启动的现象。同时,直接启动情况下,负载设备的速度发生突变,加速度过大,致使输送带松边的张紧装置出现滞后现象,功率传递不平衡,无法实现平稳启动。针对以上不足,采用磁流变液实现矿用带式输送机的软启动,控制设备启动的加速度,实现矿用带式输送机平稳增速,达到软启动的目标。

关键词：矿用带式输送机磁流变传动软启动