磁流变液先导式溢流阀设计与性能研究

发布时间：2017-04-14 04:08

  本文关键词：磁流变液先导式溢流阀设计与性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：液压传动具有结构简单,功率质量比大,可以实现无级调速,操纵控制方便,易于实现自动化控制等优点,而被广泛应用于工业生产及日常生活领域。液压阀作为控制元件,是液压系统的重要组成部分。 近年来,随着智能材料的发展,磁流变液(Magnetorheological,简称MR)广泛应用在汽车、工程机械、航空、建筑、医疗等各个领域,磁流变技术越来越受到众多学者的关注和重视。以磁流变技术为基础的磁流变阀具有无相对运动阀芯、无摩擦磨损、加工精度要求低的优点,但由于磁流变阀存在流量和阻尼切力小的问题而大大限制了其发展。基于此,本文利用磁流变液的流变效应研究设计了磁流变阀,采用圆环形和圆盘形阻尼工作间隙相结合,通过合理设置隔磁环,有效提高了磁流变液压阀的阻尼切力,且结构简单、控制可靠、响应速度快。在此基础上,把磁流变阀作为先导式溢流阀的先导控制级设计了磁流变液先导式溢流阀,有效解决了磁流变液压阀存在的流量过小问题,扩大了磁流变液先导式溢流阀的使用范围,提高了其工作性能。 本文概述了磁流变技术的发展,介绍了磁流变液技术在液压控制领域的应用及国内外发展现状,分析了磁流变液的组成、磁流变效应、磁流变液的工作模式以及设计中的若干问题。通过Ansys有限元分析软件对两种不同磁流变液先导式溢流阀进行仿真分析比较,对磁流变液先导阀的结构进行优化。比较分析表明,同时具有圆环形阻尼间隙和圆盘形阻尼间隙的磁流变液先导阀比只具有圆环形阻尼间隙的磁流变液先导阀性能好,在同时具有圆环形阻尼间隙和圆盘形阻尼间隙的磁流变液先导阀的基础上,合理设置隔磁环能有效提高工作间隙内的磁场强度,通过对线圈、工作间隙、阀芯的设计和阀体材料的选择,最终完成了磁流变液先导式溢流阀的设计。通过AMESim对所设计的磁流变液先导式溢流阀进行仿真分析,结果表明所设计的磁流变液先导式溢流阀的性能满足设计要求,验证了设计的合理性。
【关键词】：液压传动 磁流变技术 先导控制阀 先导溢流阀 仿真分析
【学位授予单位】：昆明理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TH137.52
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 目录8-10
• 第一章 绪论10-22
• 1.1 引言10
• 1.2 课题研究背景10-11
• 1.3 磁流变技术应用11-15
• 1.4 磁流变液压技术的国内外发展现状15-20
• 1.5 本文研究内容20-22
• 第二章 磁流变液先导式溢流阀理论分析22-34
• 2.1 磁流变液的组成22-23
• 2.2 磁流变液工作模式23-24
• 2.3 磁流变液流变效应机理24-28
• 2.3.1 磁流变效应表观形式24-25
• 2.3.2 磁流变液流变特性数学表述25-28
• 2.4 磁流变先导式溢流阀设计的若干问题28-33
• 2.4.1 磁力线方向问题28-29
• 2.4.2 阻尼切力问题29-30
• 2.4.3 磁流变液性能问题30-32
• 2.4.4 密封问题32-33
• 2.5 本章小结33-34
• 第三章 磁流变液先导式溢流阀设计34-46
• 3.1 磁流变液先导式溢流阀工作原理34-35
• 3.2 磁流变液先导式溢流阀设计要求35-36
• 3.3 磁流变液先导式溢流阀先导阀设计36-41
• 3.3.1 设计准则36
• 3.3.2 结构设计36-38
• 3.3.3 材料选择38-39
• 3.3.4 阻尼通道间隙选择39-40
• 3.3.5 线圈设计40-41
• 3.4 磁流变液先导式溢流阀主阀设计41-45
• 3.4.1 材料选择41
• 3.4.2 主阀结构参数计算41-45
• 3.5 本章小结45-46
• 第四章 磁流变液先导式溢流阀先导阀仿真分析与优化46-64
• 4.1 ANSYS软件简介46-47
• 4.2 磁流变液先导式溢流阀先导阀磁场分析47-57
• 4.2.1 电磁场有限元分析方法47-49
• 4.2.2 磁场分析仿真环境49-50
• 4.2.3 磁场分析模型50-51
• 4.2.4 仿真结果分析51-57
• 4.3 磁流变液先导式溢流阀参数优化57-62
• 4.4 本章小结62-64
• 第五章 磁流变液先导式溢流阀性能分析64-76
• 5.1 AMESIM软件简介64-66
• 5.2 磁流变液先导式溢流阀建模与仿真66-72
• 5.2.1 磁流变液先导式溢流阀的数学模型66-68
• 5.2.2 磁流变液先导式溢流阀的AMESim模型68-69
• 5.2.3 磁流变液先导式溢流阀仿真分析69-72
• 5.3 磁流变液先导式溢流阀性能分析72-74
• 5.4 本章小结74-76
• 第六章 总结与展望76-78
• 6.1 研究总结76
• 6.2 本文研究的不足之处76-77
• 6.3 后续工作展望77-78
• 致谢78-80
• 参考文献80-86
• 附录 攻读硕士学位期间发表的论文86

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