磁流变液联轴器研制与装配精度对其性能影响研究

摘要

磁流变液(Magnetorheological Fluid，MR fluid)是一种新型的、具有奇特流变效应的智能材料，在磁场作用下其粘度能在数毫秒内急剧增大，可在固液间相互转换。联轴器作为机械通用零部件，在机械传动系统中得到了广泛应用，主要用来传递力矩和运动。本文利用磁流变液的流变特性研制出了一种力矩可控可调的新型智能联轴器，并采用有限元、数值模拟及实验研究等多种方法对其磁场分布、结构、动力学模型等进行了深入研究，重点分析了磁流变液联轴器工作间隙、内外转简装配精度等对其性能的影响，为合理设计选择磁流变液联轴器关键参数提供理论依据，对磁流变液传递力矩这一领域的相关研究也具有一定的参考价值。本文所做的主要工作及结论如下：
　　 (1)提出了磁流变液联轴器的理论设计公式，研制出了磁流变液联轴器样机及其实验工作平台。
　　 (2)采用有限元与实验相结合的方法分析了磁流变液联轴器工作间隙对磁场、剪切应力及工作扭矩等的影响，给出了磁流变液联轴器工作区间隙的合理取值。
　　 (3)分析了磁流变液联轴器内外转筒不对中对磁流变液联轴器内部液体压力、剪切应力、转筒受力及工作力矩等的影响，得出不对中对磁流变液联轴器工作力矩的影响小于5％的结论。
　　 (4)建立了磁流变液联轴器的动力学模型。并通过实验来验证该模型，模型反映了磁流变液工作转矩、剪切应力、磁场强度及线圈电流之间的相互关系，为今后进一步建立磁流变液联轴器控制模型做好前期准备。