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由于磁流变阻尼器(Magneto-rheological Damper,简称MRD)作为半主动控制的阻尼系统,在不需要提供外界能源输入的条件下,既有被动控制可靠性、成本低的优点,也有主动控制的强适应性特点,同时磁流变液(Magneto-rheological Fluid简称MRF)作为一种新型的智能材料具有良好的动力学、耗电小、低压需求、响应迅速、不易受温度影响、稳定性好等优点,使得磁流变技术的研究得到了广泛的重视和发展,目前已成为新一代高效半主动控制器材料的首选。磁流变阻尼器是通过在阻尼器内部线圈通入不同的激励电流,产生不同强度的磁场,导致磁流变液不同的磁化程度,从而控制阻尼力输出大小。目前MRD使用时大多仍需搭配传感器组成反馈环节,存在着安装空间大、维护成本高、传感器易受外界影响等使用局限性,处于学术研究阶段的集传感器与阻尼于一体的磁流变阻尼器阻尼输出范围小,实际使用受到了限制。本课题是基于集成传感器于一体的磁流变阻尼器基础上,结合国内外在磁流变液技术、磁流变阻尼器技术、集成自感应技术领域的研究现状,通过优化阻尼器结构,实现一款在自传感功能的基础上具有更大阻尼力输出范围的磁流变阻尼器。本设计是建立在Bingham流体力学模型,传统剪切阀式工作模式的基础上,结合电磁感应原理和差动自传感理论,设计出一款满足其性能要求的双线圈差动自感式MRD。 论文主要研究内容如下: 第一章,介绍论文的理论研究背景,包括磁流变液材料的工作机理、国内外在磁流变液技术、磁流变阻尼器技术以及集成自感应技术领域的研究现状等。同时提出了本文的任务以及设计重点。 第二章,双线圈差动自感式MRD结构参数的确定。建立阻尼器的力学模型,在单线圈自感式磁流变阻尼器的基础上,通过对阻尼器结构的优化,确定其结构尺寸。 第三章,双线圈差动自感式 MRD磁场特性分析。利用 MAXWELL电磁仿真软件对双线圈差动自感式磁流变阻尼器磁场与自感磁场进行建模及磁场特性分析,确定出具有更好阻尼力输出特性的缸体材料。 第四章,双线圈差动自感式MRD的阻尼输出特性分析。利用ANSYS有限元仿真软件对结构设计、绕线方式与材料选择加以验证,得出在阻尼间隙范围内不同绕线方式、不同电流激励状态下的磁场分布情况,结合MATLAB数字分析软件得出双线圈差动自感式MRD的阻尼输出特性。 第五章,在总结全文工作的基础上提出所得结论,分析了设计中存在的不足,并对未来的研究前景提出展望。