电涡流阻尼器的阻尼特性研究及其设计

摘要

电涡流阻尼器具有非接触、无摩擦、无磨损、寿命长、无污染、可以提供多方向阻尼等优点，在振动控制领域有着广泛的应用前景。在一定的尺寸空间和重量限制下，如何设计得到较优的阻尼特性，这是电涡流阻尼器设计的核心。
　　本文通过理论计算、数值仿真和实验测试，定量研究电涡流阻尼器相关结构参数对其阻尼特性的影响规律。论文的主要内容和成果如下：
　　（1）基于矩形永磁体外部邻近空间磁感应强度的三维分布规律，研究了磁感应强度的法向分量Bz与法向距离d之间的关系，据此推导了电涡流阻尼器的阻尼系数解析表达式，阐明了影响电涡流阻尼力的影响因素；
　　（2）建立了夹层平行板型电涡流阻尼器的有限元模型，基于麦克斯韦电磁理论仿真分析了不同铝磁间隙、涡流板厚度、永磁体几何尺寸、永磁体阵列间距等条件下的阻尼器的阻尼特性，得到了上述结构参数与电涡流阻尼系数之间的变化规律；数值仿真结果显示，阻尼系数随着铝磁间隙的增加而减小；阻尼系数随着涡流板厚度、永磁体长度、永磁体厚度的增加而增加；阻尼系数随着磁体阵列间距的增加先增加后减少，当间距为0.08倍磁体宽度时，阻尼系数取得最大值；仿真结果表明在永磁体表面磁感应强度相同的前提下，对电涡流阻尼系数影响最大的三个主要因素是铝磁间隙、涡流板厚度和永磁体长度尺寸；
　　（3）设计了电涡流阻尼特性影响规律的试验方案，搭建了相应的测试装置，分别调节铝磁间隙、涡流板厚度、永磁体几何尺寸、永磁体阵列间距等参数开展了阻尼系数的测试试验；试验结果表明，前述仿真分析结果与试验测试结果的相对误差不超过15%；
　　通过上述研究找到了夹层平行板型电涡流阻尼器相关结构参数与阻尼系数之间的定量关系，为后续高性能电涡流阻尼器的设计和优化提供了理论指导。

目录

声明

1 绪论

1.1课题来源

1.2课题的背景和意义

1.3电涡流阻尼器技术的发展

1.4本文主要的研究内容

2 电涡流阻尼系数理论分析

2.1引言

2.2永磁体的磁场分布

2.3电涡流阻尼系数理论推导

2.4本章小结

3 电涡流阻尼系数有限元仿真

3.1引言

3.2电涡流阻尼装置建模

3.3电涡流阻尼系数仿真

3.4本章小结

4 电涡流阻尼系数测试实验

4.1引言

4.2电涡流阻尼器试验设计

4.3电涡流阻尼器的阻尼特性试验与分析

4.4本章小结

5 电涡流阻尼器的设计

5.1引言

5.2电涡流阻尼器的设计指标

5.3电涡流阻尼器整体方案设计

5.4电涡流阻尼器的详细设计

5.5电涡流阻尼器的测试实验

5.6本章小结

6 总结与展望

6.1全文总结

6.2工作展望

致谢

攻读硕士期间的科研成果

附录