一种磁流变半主动惯容器的设计、建模与实验

发布时间：2023-08-10 18:49

　　惯容器(Inerter)是根据第二类机电相似理论提出的一种两端可移动的质量元件,其产生的力与其两端的相对加速度成正比,并且与电路中的电容完全对应。相较于传统的质量元件,在产生相同的作用力时,惯容器具有更小的质量和结构尺寸。惯容器的提出丰富了振动控制系统的结构形式与设计思路,推动了机械网络理论的发展。基于“惯容-弹簧-阻尼”(Inerter-Spring-Damper,ISD)的新型车辆ISD悬架系统更是得到了广泛的研究。针对传统惯容器的惯容系数不可调、隔振性能有限的问题,本文提出了一种基于智能材料磁流变(Magnetorheological,MR)液的半主动惯容器原理与结构,实现了惯容系数的调节。提出的磁流变半主动惯容器由飞轮、飞轮外壳、滚珠丝杆、连接套筒、推力轴承、上下端盖、励磁线圈以及磁流变液组成。工作于纯剪切模式下的磁流变液充满于磁流变半主动惯容器的飞轮室之中,通过调节励磁线圈中的励磁电流来改变磁流变半主动惯容器的力学输出特性,从而实现惯容系数的调节。建立了磁流变半主动惯容器的数学模型,分析并验证了磁流变半主动惯容器的磁路特性。对磁流变半主动惯容器进行了实验测试,并将理论结果与测...

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

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致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 惯容器的国内外研究现状
        1.2.1 惯容器的国外研究现状
        1.2.2 惯容器的国内研究现状
    1.3 本文的研究内容
第二章 磁流变半主动惯容器的设计思路
    2.1 引言
    2.2 惯容器的理论模型
    2.3 被动式惯容器的结构形式
        2.3.1 齿轮齿条式
        2.3.2 滚珠丝杆式
        2.3.3 液压马达式
        2.3.4 流体式
    2.4 可调式惯容器的结构形式
        2.4.1 机械式
        2.4.2 机电式
        2.4.3 分级可调流体式
    2.5 磁流变半主动惯容器
    2.6 小结
第三章 半主动惯容器的结构原理与建模仿真
    3.1 引言
    3.2 半主动惯容器的结构设计与原理
        3.2.1 磁流变半主动惯容器的结构设计
        3.2.2 磁流变半主动惯容器的工作原理
    3.3 磁流变半主动惯容器的数学模型
        3.3.1 力学模型
        3.3.2 等效惯容系数
    3.4 磁路原理的仿真与验证
        3.4.1 电磁场分析简介
        3.4.2 磁路仿真与验证
    3.5 小结
第四章 实验测试系统与实验方案
    4.1 引言
    4.2 实验测试系统介绍
    4.3 实验测试方案
    4.4 小结
第五章 磁流变半主动惯容器的性能测试及结果分析
    5.1 引言
    5.2 实验测试与结果分析
        5.2.1 力学输出特性
        5.2.2 非线性因素分析
        5.2.3 非线性建模与验证
        5.2.4 等效惯容系数的调节仿真
    5.3 等效惯容系数的连续调节
        5.3.1 补偿器的建立
        5.3.2 等效惯容系数的连续调节仿真
    5.4 固有摩擦力的影响分析
    5.5 小结
第六章 基于半主动惯容器的1/4车辆悬架
    6.1 引言
    6.2 基于半主动惯容器的悬架建模与仿真
        6.2.1 动力学模型的建立
        6.2.2 仿真结果与分析
    6.3 基于半主动惯容器与半主动阻尼器的悬架建摸与仿真
        6.3.1 动力学模型的建立
        6.3.2 仿真结果与分析
    6.4 基于MATLAB/SimMechanics的悬架虚拟实验
    6.5 小结
第七章 总结与展望
    7.1 工作总结及创新点
    7.2 后续工作与展望
参考文献
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况



本文编号：3841031