新型磁流变减震器及其研究

摘要

随着汽车技术的飞速发展，用户和生产商对汽车的平顺性和操纵稳定性的要求日益严格。悬架作为影响汽车操纵稳定性和行驶平顺性的主要部件，其振动控制一直备受关注，汽车悬架系统减震器对这些特性又有着极其重要的影响，它能有效的使振动迅速衰减——振幅迅速减小，起到减震作用，改善汽车行驶平顺性和操纵稳定性。
　　汽车磁流变减震器是将磁流变液（MRF）应用于汽车悬架系统的新型智能减震装置，相对于普通液体减震器具有结构简单、响应速度快、功耗低、阻尼力大且连续可调等优点，是一种典型的可控流体减震器。磁流变减震器的可控性主要是因为磁流变液的粘性状态能够由磁场控制，随着通过控制磁场大小的变化能够改变液体的剪切应力，从而改变减震器的阻尼值。磁流变减震器能够根据路面输入情况，实时调节减震器的阻尼，在不改变操纵稳定性的前提下始终保证车辆的平顺性，是实现工程振动主动或半主动控制的最有效的智能化装置。
　　本文在现有汽车悬架减震器的基础上结合磁流变液的基本理论，设计出一款内部阻尼通道结构的新型减震器。首先，利用机械设计的基本理论和磁流变减震器设计的基本知识对减震器的结构进行了重新设计。然后利用有限元的基本理论对减震器进行了磁路设计和改进，并且通过ANSYS的APDL语言对减震器的磁路进行了优化设计，使结构参数更加合理，提高了磁场利用率。最后，结合系统仿真的基本理论对减震器的外特性进行仿真分析，研究了减震器在不同控制电流下的最大阻尼出力、单位周期内的平均阻尼出力和做功量，分析了电流对减震器减震效果的影响；同时也分析了输入激励的频率和振幅对减震器外特性的影响。通过对新型减震器与改进之前的减震器外特性进行对比，得出在相同输入下，新型结构的减震器最大阻尼出力大大增加，减震器的减震效果大大提高，新型减震器的阻尼力调节范围更加符合汽车路面行驶的要求，为磁流变减震器在汽车悬架系统中的应用研究指出了新的方向。

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第一章 绪论

1.1 课题背景与意义

1.2车辆悬架系统简介

1.3 MRF在悬架系统中的研究现状

1.4课题的研究内容及意义

第二章 MRF减震器的基本理论

2.1MRF的基本理论

2.2MRFD的阻尼力模型

2.3本章小结

第三章 新型结构MRFD的设计

3.1结构设计

3.2新型MRFD的磁路设计

3.3本章小结

第四章 新型减震器的有限元分析与结构优化

4.1电磁场约束方程及边界条件处理

4.2 MRFD磁场有限元分析

4.3减震器的APDL电磁优化设计

4.4本章小结

第五章 减震器外特性仿真

5.1减震器特性仿真意义

5.2 建模及仿真

5.3新型减震器验证分析

5.4本章小结

第六章 总结与展望

6.1总结

6.2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文