基于磁流变弹性体的坦克发动机减振器设计

发布时间：2020-05-06 11:12

【摘要】：随着科学技术的进步,坦克车辆逐步向高速、高效、轻型化发展,其人机环境也日益复杂和恶化,振动、噪声、操作环境等问题日益突出,坦克车辆的振动问题成为坦克发展的一个重要方向。发动机悬置系统的动静态特性是影响坦克车辆的机动性和人员舒适性的重要因素之一。本文以坦克发动机减振为研究背景,从理论分析、结构磁路设计、材料制备及试验测试验证这四个方面对基于磁流变弹性体的坦克发动机减振器的设计进行了阐述,具体工作如下:(1)建立了发动机悬置系统的动力学模型,对影响车身位移的主要因素(发动机垂向力和路面激励)进行分析,利用拉氏变换分析得到单个减振器的刚度范围为1×10~6到1.17×10~7N/m。(2)根据减振器设计原则,对减振器的结构和磁路等进行了设计,当电流大小达到2A时,磁流变弹性体的最小磁感应强度为694 mT,分布均匀,满足设计要求。(3)分别制备了硅橡胶基与天然橡胶基磁流变弹性体样品,通过动态热机械分析仪(DMA)对其性能进行测试比较,试验表明虽然天然橡胶基磁流变弹性体的磁流变效应比硅橡胶基磁流变弹性体较小,但其弹性模量较大,在实际应用中有更大的适用性,能够满足坦克发动机悬置系统对变刚度的要求,确定用天然橡胶制备磁流变弹性体。(4)搭建了基于磁流变弹性体减振器的试验平台。在扫频试验中,在加载质量为30kg情况下减振器的刚度由0A时的2.7×10~6N/m增加到1.5A时的3.2×10~6N/m,相对磁流变效应达到19.3%,加载质量为75kg情况下减振器的刚度由0A时的3.6× 10~6N/m增加到1.5A时的4.1×10~6N/m,相对磁流变效应为14.9%。试验结果说明随着加载质量的增加,弹性体的相对磁流变效应有所下降;自制的磁流变弹性体有着较高的磁流变效应且悬置系统有移频的效果。在减振效果试验中,通过控制外加电流的开关,使悬置系统在低频,固有频率和高频三个工作状态下有着较好的减振效果。
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TJ810.31

【参考文献】