传动装置中磁流变液的稳态流动分析

为了了解磁流变液在传动装置中的流动,基于Bingham 模型和流体动量方程,分析稳态下传动装置中磁流变液的流动特性.研究结果表明,在同步工况下,传动装置流场中磁流变液未屈服,各点角速度相同;在滑差工况下,随外加磁场的增大和滑差转速的减小,磁流变液逐渐从完全屈服向部分屈服转变;磁流变液完全屈服时,磁流变液角速度随半径呈非线性增加,工作间隙中磁场越强,流场的非线性分布越明显;磁流变液部分屈服时屈服区域随外加磁场的增大而减小,随滑差转速的增大而增大,未屈服区与主动转子相连;稳态下磁流变传动装置传递的转矩随外加磁场的增加而近似呈线性增大,但在相同外加磁场下,传递转矩基本不随滑差转速改变而改变,表现出良好的恒转矩特性.     

磁流变传动装置工作机理分析

磁流变传动装置引入磁流变液作为工作介质,利用磁流变液的屈服剪切应力来传递转矩.基于Bingham模型和磁性物理理论,对磁流变传动装置的工作机理进行了探讨,分析了磁流变液中磁性颗粒的链化模型,给出了磁流变传动装置传递转矩计算公式,并通过理论分析和实验验证对磁流变传动装置传动性能及其影响因素进行了讨论.研究结果表明,磁流变液的磁致屈服应力在转矩传递中起主导作用,磁流变传动装置能传递较大转矩,具有良好的恒转矩特性.     

磁流变液无级变速器的原理

利用广义双粘度模型,论述了磁流变液的本构特性和由外磁场控制磁流变液无级变速器传递转矩和输出转速的原理,以MRF－336AG磁流变液为例,研究了外磁场与屈服应力、转矩、输出角速度的相互,结果表明,利用控制外磁场可以达到控制磁流变液变速器传递转矩和输出转速之目的。     

筒式磁流变液联轴器设计与实验研究

讨论结构设计、外加磁场、输入转速和转矩对MRF联轴器传动扭矩的影响.在Bingham模型基础上,通过理论计算,得出筒式结构扭矩传递值在工作间隙减小过程中趋于某一极限值结论,按此结论设计出传动实验装置,通过实验对筒式磁流变液连轴器的输出性能进行验证,所得实验结果与理论推导结果相吻合.     

环冷机磁流变液密封研究

考虑到环冷机普遍存在着严重漏风问题,依据磁流变液在外加磁场作用下能呈现出可调的流变特性和可控的屈服应力这一特性,将磁流变液密封技术应用于环冷机,以达到有效解决环冷机漏风的目的。将磁流变液看作Bingham流体,建立磁流变液磁场力和屈服应力数学函数表达式,通过有限元分析,研究非磁性密封槽内的磁流变液在外加磁场力作用下流变和屈服特性,仿真结果表明磁流变液在磁场中具有一定的耐压能力,可平衡环冷机内外压差,起到密封作用,并且非磁性隔板边界处磁流变液屈服应力随密封间隙的增大而减小,同时采用线性拟合方法得到了磁流变液屈服应力表达式以计算非磁性隔板移动所需拉力。在此基础上,通过实验验证了有限元仿真结果的正确性,即采用磁流变液密封的方法可有效地解决环冷机漏风问题。     

SAE#2试验台湿式离合器摩擦转矩测试误差分析

为通过摩擦转矩试验准确得到湿式离合器真实传递的摩擦转矩,建立了SAE#2试验台动力学模型,并基于试验台两摩擦副和六摩擦副湿式离合器摩擦转矩测试对动力学模型进行了验证.随后提出了摩擦转矩测试误差系数以表征离合器真实传递摩擦转矩相对于测得转矩的增大程度,并对离合器主动端转动惯量和系统附加惯量对摩擦转矩测试误差系数的影响规律进行了研究.结果表明:转速转矩传感器测得的转矩并不是离合器真实传递的摩擦转矩,而是转速转矩传感器主动部分的惯性转矩,且小于离合器真实传递的摩擦转矩.随着离合器主动端转动惯量的增大,摩擦转矩测试误差系数线性增大;随着系统附加惯量的增大,摩擦转矩测试误差系数逐渐减小且减小速度逐渐减缓.     

磁流变液在圆管内的压力驱动流动

用Herschel-Bulkley模型描述了磁流变液随外加磁场变化的流变行为;基于动量方程,分析了磁流变液在圆管内的压力驱动流动, 得到了流速和流量表达式,为圆管磁流变器件的设计提供了理论依据。研究结果表明：磁流变液具有粘性和粘塑性流体特性;磁流变液在圆管内的流动呈粘塑性流动;流速沿磁场方向分段呈现抛物线和等速直线分布;流量可由外加磁场连续调节。     

泵口环圆柱面螺旋槽造型的流体动力特性

泵叶轮口环动力特性的改善可通过环形密封面造型来实现.为了改善其刚度特性,提出一种新的口环圆柱面螺旋槽造型方法,采用基于空化的CFD方法对口环间隙流动进行模拟计算,通过动网格技术来确保小环形间隙下的偏心量,研究了螺旋槽对口环流动特性的影响,并与光滑口环流动特性进行对比分析.结果表明:螺旋槽会产生动压效应和泵送效应,在槽台侧和槽坝侧尖角处分别产生低压区和高压区;偏心时,螺旋槽能增大口环间隙主刚度和支反力,降低偏位角,从而提高转子的对中性能;同时使泄漏量大幅降低,而使摩擦转矩略有增大;螺旋槽造型有利于提高口环的流体动力特性和转子对中性能,并减小口环的摩擦和磨损.     

磁流变液壁面滑移特性研究

为了研究磁流变液在不同磁场作用下的壁面滑移特性,依据圆筒剪切流体动力学理论推导了磁流变液的滑移速度计算公式,设计并搭建了用于检测磁流变液壁面滑移特性的实验装置.利用导磁光滑壁面的圆筒剪切磁流变装置分别检测分析了不同磁场强度下的磁流变液的液粘阻尼和力学性能,建立了低剪切速率下磁流变液的滑移速度与剪切应力之间的关系曲线.实验结果表明:磁流变液在不同磁场作用下发生流变时会出现壁面滑移现象;其滑移速度随剪切应力的增加而增大,进而由近似线性增长的弱滑移状态转变为非线性增长的强滑移状态;当施加的磁场强度由47.0 mT增大至70.5 mT和94.0 mT时,磁流变液的滑移转变临界应力值由3.30 kPa增大至6.08 kPa和7.20 kPa,但其滑移转变临界应力值的增比却由原先的84%降低至34%.结论:提高磁场强度对磁流变液的壁面滑移效应虽有一定的抑制作用,但是随着磁场强度的继续增大,磁场的抑制效能逐渐减弱.     

平盘-波纹盘式电流变传动装置的剪切运动特性

提出以平盘-波纹盘配合来提高电/磁流变传动装置可传递的力矩.首先分析了平盘-波纹盘间电流变液的剪切运动特点,推导出平盘-波纹盘间电流变液的速度分布、压强分布及可传递力矩的特点.通过实验,将双平盘式与平盘-波纹盘电流变传动装置比较,证明了平盘-波纹盘结构可增大传递力矩,且其传递力矩的放大程度与波纹盘的波纹头数无关,而主要取决于装置和波纹的结构参数以及电/磁流变液的流变特性.     

挤压式磁流变弹性体阻尼器力学性能测试与分析

磁流变弹性体是一种由铁磁颗粒和凝胶混合而成的可控智能材料。这种弹性材料的最大的优点是颗粒不会随时间而沉降,也不需要密封装置。研制了几种还原铁粉制备的磁流变弹性体,并设计了一种挤压式磁流变弹性体阻尼器,测试在外加磁场条件下弹性体的弹性模量;由弹性模量与磁场强度的关系来分析磁流变弹性体的力学性能随磁场变换的规律,并结合磁流变弹性体阻尼器在转子振动控制上的应用来说明弹性模量的变化对临界转速的影响。     

A disc-type magneto-rheologic fluid damper

A disc-type magneto-rheological fluid damper operating in shear mode is proposed in this paper,which is based on the special characteristics of the magneto-rheological (MR) fluid with rapid, reversible and dramatic change in its rheological properties by the application of an external magnetic field. The magneticfield of the disc-type MR fluid damper is analysed by the finite element method ; the controllability of the disctype MR fluid damper on the dynamic behaviour of a rotor system ; and the effectiveness of the disc-type MR fluid damper in controlling the vibration of a rotor system, are studied in a flexible rotor system with an over-hung disc. It is shown that the magnetic flux density of the disc-type MR fluid damper in the working areas can significantly change with the applied current in the coil ; and that the dynamic behavior of the disc-type MR fluid damper can be varied by the application of an external magnetic field produced by a low voltage electromagnetic coil. The disc-type MR fluid damper can significantly change the dynamic characteristics of a rotor system, provided that the location of the disk-type MR fluid damper is carefully chosen. The disc-type MR fluid damper is a new actuator with good dynamic characteristics for rotating machinery.     

Analysis and Design of Circular Plate MR Fluids Brake

A magnetorheological (MR) fluids brake is a device to achieve brake by shear force of MR fluids. A MR rotary brake has the property that its braking torque changes quickly in response to an external magnetic field. In this study, the design method of the circular plate MR fluids brake is investigated theoretically. The equation of the torque transmitted by the MR fluids in the brake is derived to provide the theoretical foundation in the design of the brake. Based on this equation, after mathematically manipulated, the calculations of the volume, thickness and width of the MR fluids within the circular plate MR fluids brake are yield.     

液体媒质超声波电机的饱和流速特性

为提高液体媒质超声波电机的最高转速，对电机的饱和流速特性进行了理论分析，得出液体媒质中声场的非线性是饱和流速产生的主要原因．在此基础上从液体性质和转子结构角度对其进行了重点的实验研究．在液体性质方面，从液体高度、液体浓度和非线性参数3方面分析了它们对饱和流速的影响，从中得出，存在一个最佳的液位高度和溶液浓度使饱和流速的值达到最大，且饱和流速和非线性参数呈反方向变化．在转子结构方面，从转子直径、叶片高度、叶片数和所用材料密度4方面对饱和流速进行了研究，得出了它们与饱和流速的关系，提出了从控制液位高度、液体质量分数、使用合适类型的液体和转子结构4方面提高电机最高转速，使电机能运行在较宽的范围，实验结果与理论分析结果相一致．     

磁流变液阻尼器-转子系统的振动特性实验研究

在小型转子实验台上研究了磁流变液阻尼器 -转子系统的振动特性。实验发现 ,当机座支承刚度明显不同时 ,用相对位移测量得到的转子系统的振动幅频曲线也具有明显差异。磁流变液阻尼器的刚度和转子系统的临界转速都随施加磁场强度的增加而明显增大。     

剪切式磁流变弹性体阻尼器力学性能研究

与磁流变液相比,磁流变弹性体表现出较好的稳定性。研制了几种用还原铁粉制备的磁流变弹性体,应用在剪切式磁流变弹性体阻尼器上,测试在外部磁场作用下弹性体的剪切模量。通过剪切模量与外加磁场的变化关系,分析磁流变弹性体的力学性能随磁场变化的规律,并把这种剪切式磁流变弹性体阻尼器应用于转子振动控制系统试验研究剪切模量的变化对转子系统振动特性的影响。     

磁性流体的制备方法及其在工程上的主要应用

磁性流体是一种在外加磁场作用下流变特性发生急剧变化,且易于控制的、可逆的新型智能材料.基本组成成分为磁性微粒、基液(也叫载液)、表面活性剂.介绍了制备磁性流体的几种不同的方法:机械粉碎法、湿式化学共沉法、阴离子交换树脂法和热分解法;介绍了磁流变技术在密封、阻尼器、抛光装置等工程上的一些主要应用,并展望了磁流变技术在建筑、航天等领域的应用前景.     

磁流变液阻尼器用于转子振动控制的实验研究

实验研究了一种剪切式磁流变流阻尼器在转子振控制中的应用,实验发现,磁流变液阻尼器的刚度和阻尼随施工磁场强度的增加而增大;支承在磁流变液阻尼器上的转子系统的振幅在亚临界区及临界转速处随施加的磁场强度的增加而减小,而在超临界区则随磁场强度的增加而增大;系统的临界转速随磁场强度的增加而升高,通过简单的开关控制,可使转子的振动在全转速区的内达到最小。