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磁流变液构成的类梯度结构振动传递特性

物理学报 2020年第9期69卷 252-262页

作者：赵丹王帅虎刘少刚崔进董立强哈尔滨工程大学机电工程学院哈尔滨150001

提出了一种磁流变液构成的类梯度结构,并通过理论建模、数值计算和实验研究了该结构的振动传递特性.磁流变液在磁场作用下具有液固转换的特殊理化性质,而液固转换过程就是磁流变液的振动传递阻抗变化过程.因此,基于磁流变液的这一特性,... 详细信息

提出了一种磁流变液构成的类梯度结构,并通过理论建模、数值计算和实验研究了该结构的振动传递特性.磁流变液在磁场作用下具有液固转换的特殊理化性质,而液固转换过程就是磁流变液的振动传递阻抗变化过程.因此,基于磁流变液的这一特性,通过控制磁场,构建了类梯度结构.基于弹性波传递的一维波动方程,建立了垂直入射的弹性波在类梯度结构中传递的波动方程.然后,使用连续介质的离散化方法和传递矩阵法进行求解,得到振级落差的表达式,对其进行数值计算,分析类梯度结构的振级落差随弹性波频率和磁场强度的变化趋势.最后,对类梯度结构的振动传递特性进行了实验研究,分析了磁场强度对类梯度结构振动传递特性的影响.研究结果表明,与均匀场作用的磁流变液相比,类梯度结构对弹性波的衰减效果更好,且该结构具备良好的可调控特性.

关键词：磁流变液类梯度结构弹性波传递振级落差

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

磁流变液仿生薄壁吸能管及其耐撞性可控度的研究

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汽车工程 2021年第12期43卷 1806-1816,1831页

作者：程翔宇白中浩蒋彬辉朱峰周启峰湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室长沙410082 约翰斯霍普金斯大学极限材料研究所巴尔的摩21218 韦恩州立大学生物工程中心底特律48201

为克服传统薄壁管耐撞性恒定、环境适应性差的缺点,受马尾草结构的启发,提出一种可应用于薄壁管结构设计的磁流变仿生吸能单元的设想。建立了磁流变液仿生单元吸能理论模型和吸能可控度理论公式,对一定尺寸的磁流变液仿生单元进行了有... 详细信息

为克服传统薄壁管耐撞性恒定、环境适应性差的缺点,受马尾草结构的启发,提出一种可应用于薄壁管结构设计的磁流变仿生吸能单元的设想。建立了磁流变液仿生单元吸能理论模型和吸能可控度理论公式,对一定尺寸的磁流变液仿生单元进行了有限元仿真分析。结果显示:在一定尺寸和一定压缩条件下,流固耦合仿真和固体结构仿真预测的磁流变液和固体结构的吸能与理论模型预测结果相差分别仅为3.49%和2.16%,磁流变仿生单元吸能可控度随压缩长度的增加而减小,最高可达27.73%。在压缩近67%的长度下,可控度仍可达到12.29%,仿真预测的可控度值与理论值高度一致。最后,将仿真中一定尺寸的磁流变仿生吸能单元应用于传统9胞薄壁管中。对比结果表明:与传统9胞薄壁管结构相比,填充了磁流变仿生吸能单元的薄壁管总吸能量提高了293.7%,固体结构的比吸能提高了62.54%,最大可控度达22.44%。

关键词：薄壁管磁流变液仿生结构耐撞性吸能可控度

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磁流变液沉降稳定性的研究进展

机械工程材料 2022年第11期46卷 1-8页

作者：孙汝亭马然江苏师范大学机电工程学院徐州221116

磁流变液具有很高的可控性和连续性,广泛应用于半主动减震器、抛光装置和扭矩传递装置,其沉降稳定性是保证其性能的重要指标。对磁流变液沉降稳定性的检测方法进行了概述,并从磁性颗粒、添加剂和载液三方面介绍了改善磁流变液沉降稳定... 详细信息

磁流变液具有很高的可控性和连续性,广泛应用于半主动减震器、抛光装置和扭矩传递装置,其沉降稳定性是保证其性能的重要指标。对磁流变液沉降稳定性的检测方法进行了概述,并从磁性颗粒、添加剂和载液三方面介绍了改善磁流变液沉降稳定性的研究进展,结合磁流变液沉降稳定性研究中存在的问题对未来研究方向提出了一些观点。

关键词：磁流变液沉降稳定性磁性颗粒添加剂载液

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磁流变液静压轴承设计与仿真

润滑与密封 2022年第10期47卷 97-103页

作者：彭来华德正申玉瑞王勇刘新华中国矿业大学机电工程学院江苏徐州221116 中国矿业大学信息与控制工程学院江苏徐州221116 徐州工业职业技术学院信息工程学院江苏徐州221140

为了提高静压轴承的承载能力和回转精度,提出一种基于磁流变液(Magnetorheological Fluid, MRF)润滑的静压轴承。对磁流变液静压轴承进行结构设计,并对其承载力和油膜刚度进行了计算;通过Maxwell仿真分析不同轴承材料、不同电流对静压... 详细信息

为了提高静压轴承的承载能力和回转精度,提出一种基于磁流变液(Magnetorheological Fluid, MRF)润滑的静压轴承。对磁流变液静压轴承进行结构设计,并对其承载力和油膜刚度进行了计算;通过Maxwell仿真分析不同轴承材料、不同电流对静压轴承性能的影响规律;采用CFX流体仿真分析不同间隙对静压轴承承载力的影响。通过仿真分析,选择磁感应强度最大的铸铁作为轴承材料,以适应更大的负载变化,选择半径间隙为20μm以增大承载能力。通过ANSYS流固耦合仿真,验证设计的磁流变液静压轴承的优越性,相比普通静压轴承其承载力提高了11.6%,回转精度提高了17.4%。

关键词：磁流变液静压轴承电磁场仿真流固耦合仿真

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磁流变液摩擦磨损特性研究进展概述

材料导报 2018年第17期32卷 2969-2975页

作者：张进秋赵明媚姚军李欣彭志召陆军装甲兵学院装备试用与培训大队北京100072

磁流变液作为一种耗能低、出力大、反应快的智能材料,已在诸多工程领域展现出巨大的应用潜力。近年来,磁流变液摩擦磨损特性对材料本身和周边器件的影响受到学术界的广泛关注。本文结合磁流变液摩擦磨损特性的研究现状,对改进磁流变液... 详细信息

磁流变液作为一种耗能低、出力大、反应快的智能材料,已在诸多工程领域展现出巨大的应用潜力。近年来,磁流变液摩擦磨损特性对材料本身和周边器件的影响受到学术界的广泛关注。本文结合磁流变液摩擦磨损特性的研究现状,对改进磁流变液摩擦性能的处理方法和研究手段进行了概述,并综述了磁流变液壁面滑移的研究进展及其在测试和应用中的影响,着重介绍了目前的研究手段和处理方法的优势与局限及其发展方向。最后,结合磁流变液摩擦磨损特性研究中存在的问题提出了一些观点。

关键词：磁流变液摩擦磨损壁面滑移

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磁流变液与形状记忆合金复合制动性能研究

机床与液压 2023年第23期51卷 194-199页

作者：赵金涛黄金舒锐志重庆理工大学机械工程学院重庆400054

针对现有磁流变液制动器使用存在发热严重的缺点,设计一种磁流变液与形状记忆合金复合制动装置,利用装置在制动过程中产生的热量,使形状记忆合金弹簧产生附加的摩擦转矩,提高了装置的制动转矩。阐述该复合制动装置结构和工作原理,进行... 详细信息

针对现有磁流变液制动器使用存在发热严重的缺点,设计一种磁流变液与形状记忆合金复合制动装置,利用装置在制动过程中产生的热量,使形状记忆合金弹簧产生附加的摩擦转矩,提高了装置的制动转矩。阐述该复合制动装置结构和工作原理,进行磁场有限元分析、形状记忆合金弹簧挤压力分析以及复合制动转矩分析。结果表明:磁流变液传递的转矩随电流的增大而增大,形状记忆合金弹簧的摩擦转矩随温度的增加而提高;当线圈电流为3 A、温度达到100℃时,复合制动转矩比单一的磁流变制动转矩提升约31.4%。

关键词：复合制动形状记忆合金磁流变液制动力矩

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磁流变冲击缓冲系统最优广义宾汉数控制

振动与冲击 2022年第16期41卷 1-9,18页

作者：王成王目凯于东陈照波闫辉北京卫星制造厂有限公司北京100191 哈尔滨工业大学机电工程学院哈尔滨150001

在理论和试验分析磁流变缓冲器(magnetorheological shock absorber,MRSA)阻尼力特性的基础上,建立了考虑二次型阻尼特性的单自由度冲击缓冲系统的动力学方程,定义了磁流变冲击缓冲系统的广义宾汉数(generalized Bingham number,GBN)。... 详细信息

在理论和试验分析磁流变缓冲器(magnetorheological shock absorber,MRSA)阻尼力特性的基础上,建立了考虑二次型阻尼特性的单自由度冲击缓冲系统的动力学方程,定义了磁流变冲击缓冲系统的广义宾汉数(generalized Bingham number,GBN)。以软着陆为控制目标,提出了考虑二次型阻尼特性的磁流变冲击缓冲系统的最优广义宾汉数控制策略。推导了负载的加速度、速度和位移公式,分析了磁流变冲击缓冲系统在不同广义宾汉数的响应。仿真分析和试验测试验证了基于二次型阻尼的最优广义宾汉数控制策略在软着陆控制精度上优于基于线性阻尼的最优宾汉数控制策略。

关键词：磁流变液磁流变缓冲器(MRSA) 冲击缓冲二次型阻尼软着陆广义宾汉数(GBN)

磁流变液中磁性颗粒成链与团聚的临界特征分析

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东北大学学报（自然科学版） 2018年第3期39卷 383-388页

作者：马良肖萍王任胜修世超东北大学机械工程与自动化学院辽宁沈阳110819 新疆工程学院机械工程系新疆乌鲁木齐830091 辽宁科技学院机械工程学院辽宁本溪117004

热运动对纳米级磁流变液系统的颗粒团聚行为和宏观流变特性扰动影响不可忽视.为研究施加外磁场后系统微结构与热运动间的关系,探讨在不同颗粒粒径情况下热运动能量在系统总能量中的占比.采用CCD设计方法,分析Monte Carlo仿真获取的颗粒... 详细信息

热运动对纳米级磁流变液系统的颗粒团聚行为和宏观流变特性扰动影响不可忽视.为研究施加外磁场后系统微结构与热运动间的关系,探讨在不同颗粒粒径情况下热运动能量在系统总能量中的占比.采用CCD设计方法,分析Monte Carlo仿真获取的颗粒位形信息,生成关于外磁场磁感应强度、颗粒粒径和体积分数的系统热耦合系数回归模型;成链团聚的临界颗粒粒径计算值比文献经验值高出约23%,证实在考虑系统内多因素的综合影响下,纳米级磁流变液具有更严格的流变现象临界发生条件.

关键词：磁流变液热耦合系数中心组合设计试验设计流变特性