磁流变阻尼器

摘要： 磁流变阻尼器作为车辆智能悬架系统的核心元件,其逆模型的精度是影响车辆悬架减振控制性能的主要因素。文中针对全地形车悬架系统中磁流变阻尼器的滞回非线性导致建模精度低的问题,提出了采用基于改进的Gath-Geva聚类的模糊T-S建模方法。通过MTS试验机对磁流变阻尼器在不同工作频率、幅值和激励电流下的输出力进行测试和分析。基于试验测试结果和T-S模糊推理方法,建立了阻尼器的逆向模型。采用改进Gath-Geva聚类方法对建立的T-S模糊模型参数进行辨识,获得了激励位移、速度、阻尼力和控制电流之间的关系,提高建模精度和参数辨识速度。最后,通过试验对所提出的模糊非线性建模方法进行验证。结果表明,文中方法对阻尼器的控制电流具有较高的预测精度,电流预测值与实验值的均方根误差仅为0.0088 A。

摘要： 针对液体静压导轨在高速启停及变速瞬间切向振动的问题,将磁流变阻尼器应用于机床静压导轨切向运动方向的抑振。建立了系统单自由度振动模型,基于增量谐波平衡算法,以弧长作为控制增量研究了系统的动态响应。通过数值计算发现:磁流变阻尼器抑制静压导轨的振动是可行的;阻尼器控制电流由零逐渐增大时,振动系统幅频响应由硬特性向软特性转变,出现滞后区变窄、消失及二次跳跃现象;不同频率时,系统振幅与阻尼器控制电流关系曲线差别较大,频率较小时,振幅随阻尼器电流的增大而单调减小,而频率较大时,曲线复杂,出现跳跃现象。最后实验验证了磁流变阻尼器能够很好的抑制静压导轨的振动。

摘要： 建立了简化的整车系统振动模型,研究汽车车身垂直振动非线性响应行为。利用SolidWorks与SimMechanics联合仿真方法,分析悬架系统的几何非线性和非线性磁流变阻尼力对其振动行为的影响,讨论其垂直振动位移响应的二次及以上谐波成分随系统参数变化的规律。结果表明:系统响应出现二次及以上的谐波成分,甚至在特定的外激励频率和幅值下,会产生二次和三次超谐波共振,表现出明显的非线性振动行为,导致车辆乘坐舒适性不佳。该工作对带有磁流变阻尼器的悬架系统优化设计,具有一定的理论参考意义。

摘要： 冲击隔离系统的作用是在船体和电子设备之间添加隔离装置,降低电子设备受到的船体冲击载荷,对于保障船舶电子设备的安全运行有重要的作用。传统的冲击隔离系统采用弹簧等机械阻尼元件进行冲击隔离,这种隔离系统只能被动减振,本文介绍一种磁流变智能阻尼器技术,在此基础上设计检测机械设备的冲击隔离系统,通过建立船体与隔离系统的动力学模型,在Matlab中完成了较准确的冲击隔离系统的振动响应仿真。

摘要： 传统磁流变阻尼器由于其结构限制,节流通道横截面积与活塞大小及阻尼器其他结构尺寸互相关联,导致其阻尼力及可调阻尼比不能同时兼顾,致使冲击环境中应用的传统磁流变阻尼器结构复杂、尺寸过大。对此,提出一种节流通道旁置的新型双出杆磁流变阻尼器,基于流体力学理论,根据磁流变液的流变特性,详细讨论了磁流变液在节流通道内的流速分布,并基于Herschel-Bulkley模型建立其流速表达式及其力学模型。在流体行为指数等于1时,通过力学模型得到阻尼力计算结果。计算结果与实测结果基本吻合,验证了准静态模型的准确性,为新型阻尼器的设计提供了公式和理论指导。

摘要： 本文提出一种面向整车振动抑制的磁流变阻尼器协同优化方法。设计一种具有锥形倾斜角度阻尼通道的磁流变阻尼器,推导了其阻尼力数学模型,采用有限元法对磁路结构参数进行分析。搭建了整车七自由度模型,通过ISIGHT软件搭建协同优化仿真平台,以悬架动挠度、轮胎动载荷、车身垂向加速度均方根值为优化目标,利用遗传算法对磁流变阻尼器结构进行了优化。结果表明:悬架动挠度、轮胎动载荷和车身垂向加速度都得到了相应的改善,优化后的阻尼器能更好的提高了车辆平顺性和操稳性。

摘要： 为建立准确的磁流变悬架系统动力学仿真模型,通过采集试验数据对仿真模型进行参数辨识与模型修正。结果表明通过参数辨识与模型修正建立的磁流变悬架系统动力学仿真模型能模拟实际模型在不同激励信号下的振动响应。通过修正后的模型分析磁流变阻尼器各结构参数对磁流变悬架减振性能的影响,结果表明无论是在何种类型的激励下阻尼间隙与活塞直径这两种结构参数对磁流变悬架的减振性能影响较大,在正弦激励下活塞直径对悬架的加速度与动载荷影响因子最大,分别为1.287 5、1.072 7。在道路谱激励下活塞直径对悬架的动载荷影响因子最大,其值为0.810 4;而阻尼间隙对车身加速度影响因子最大,其值为0.635 5。

摘要： 对传统的磁流变阻尼器活塞结构进行了改进设计,提出了集成式电磁活塞结构,即将整个磁路集中于活塞部分,并建立了基于流动工作模式的理论分析模型。针对磁路模型进行了2D、3D有限元数值仿真计算,利用2D仿真分析了相关结构参数对磁路性能的影响规律,结合3D磁路仿真完善并验证磁路设计的合理性;根据提出的磁路结构研制磁流变阻尼器样机,通过电测示功机进行示功及速度特性试验,表明该阻尼器具有优良的磁致阻尼性能,证明了集成式电磁活塞结构设计的有效性。

摘要： 为了实现磁流变(MR)阻尼器高可靠性和高精度的阻尼力跟踪控制,克服基于逆向动力学模型的前馈控制易受模型误差和外界干扰影响的问题,提出结构简单、实现容易的无模型前馈/反馈复合控制(MFFFFBC)方法.利用磁流变液减振器阻尼力连续可调的特点,将磁流变阻尼器控制器前一时刻的控制量进行采样保持作为前馈控制器,以避免建立复杂的磁流变阻尼器逆向动力学模型.利用期望阻尼力与实际阻尼力之间的跟踪误差信号构建反馈控制器对前馈控制量进行实时修正,利用饱和函数对控制电压进行限幅,以避免控制电压高频振荡.试验结果表明,在MFFFFBC控制下输出电压连续光滑变化,与经典的基于Heaviside阶跃函数的控制相比,采用本研究所提出的控制策略,黏性阻尼力和摩擦阻尼力的跟踪误差分别减小了21.98%和26.64%.

摘要： 磁流变液沉降稳定性是影响现有汽车悬架用磁流变(MR)阻尼器使用寿命的关键因素之一。以商用成品磁流变液为基础,在理论指导下,通过实验研究改善其在磁场作用下的沉降性能。首先对磁场作用下影响磁性颗粒在磁流变液中沉降性能的主要因素进行理论分析;然后以市场现有磁流变液(MRF)产品MRF-450为基础,通过微观结构及导电导磁性能分析,对制备条件和配方进行改进;最后对改善后的磁流变液进行性能测试。力学性能测试结果表明其在改善沉降性的同时保证了力学性能,基于导电原理的稳定性测试结果显示其在MR阻尼器中静置24周后的沉降率仅为1.5%,相比传统MRF-450降低19.6%。

摘要： 铁道车辆速度的不断提升加剧了车辆的振动,严重影响车辆的运行平稳性.针对铁轨车辆垂向半主动悬架系统,提出采用剪切阀式磁流变阻尼器进行振动控制.基于磁流变阻尼器的示功实验数据,采用遗传算法对经典的双曲正切模型进行了参数辨识.利用Matlab/Simulink软件模拟轨道随机激励,建立了基于磁流变阻尼器的1/4缩比车辆半主动悬挂系统模型.利用开关型天棚控制算法和连续型天棚控制算法对悬挂系统进行半主动控制仿真,抑制车体垂向振动加速度响应.结果表明,以上两种控制算法的减振效果都优于被动控制,车辆的运行平稳性得到显著改善,并且连续型天棚控制算法相比开关型天棚控制算法输出的电流连续平滑,阻尼力跳变的情况得以减轻,减振效果更好.

摘要： 磁流变可控阻尼技术是半主动振动控制的重要选择,以其快速可逆的响应特征、简单可靠的机械结构获得了研究人员的青睐.经过多年研究,磁流变液阻尼器性能得到的很大提高,但示功图畸变的问题却在文献报道中广泛存在,同时,阻尼器内部的实际工作状态也没有得到有效揭示.本项目针对现有阻尼器研发中存在的问题,开展器件的补偿机理研究,提出全新的磁流变阻尼器物理解耦补偿方案,做到示功图圆润饱满,实现阻尼器合理的动态范围和快速响应等特征.

摘要： 本文对磁流变阻尼器滞回阻尼特性及其频率依赖性进行了理论与实验研究.滞回阻尼特性被视为一个非线性系统对外载的动态响应,通过引入非凸阻尼力在磁流变阻尼器的动力学行为中引入分岔,模拟其滞回阻尼特性.在多种的激励电流与加载频率下,对磁流变阻尼器的阻尼特性进行了实验研究,采用微分方程模型对滞回动力学行为进行了建模,并进行了参数识别.实验数据与模型仿真值的比较显示,模型参数仅依赖于激励电流强度,微分方程模型可以准确模拟磁流变阻尼器滞回阻尼特性及其频率依赖性.

摘要： 建立了基于磁流变阻尼器的二自由度1/4汽车半主动悬架运动微分方程,根据建立的运动微分方程在Matlab/Simulink模块中搭建悬架模型.利用磁流变阻尼器的修正Bouc-Wen模型在Matlab/Simulink模块中搭建磁流变阻尼器的仿真模型.采用B级路面作为仿真系统的路面激励信号.利用自适应模糊PID控制方法对磁流变阻尼器进行控制,自适应模糊PID控制方法利用模糊规则对PID参数进行在线整定,从而获得更好的控制性能.在Matlab/Simulink模块中对基于磁流变阻尼器的1/4汽车半主动悬架自适应模糊PID减振系统进行仿真.仿真结果表明:与被动式悬架相比,应用自适应模糊PID控制方法的半主动悬架取得了更好的控制效果,有效降低了车身垂直加速度,可以提高车辆的舒适性.

摘要： 针对烟机透平等悬臂多跨转子轴系振动过大的问题,搭建双跨悬臂转子实验台,模拟转子运行状态.将两台磁流变阻尼器作为附加机构分别安装在两跨转子的跨内段,实验研究阻尼器对轴系转子振动的影响规律.结果表明,阻尼器可以有效抑制安装所在轴临界转速附近的振动.根据实验结果提出通过开关控制抑制双跨悬臂转子轴系通过两阶临界转速过程中的振动,结果表明开关控制可以在线抑制转子轴系通过临界转速时振动,避免轴系因振动过大被迫停机.

摘要： 研发一种新型的磁流变阻尼器,用专门设计的测试平台测试其动力学特性,通过采集振动过程中的位移信号,建立时间序列的AR三谱模型,采用关联维数定量刻画振动过程中不同工作状态的分形特征.结果表明,在不同工作状态下,三谱切片可以获得信号的非高斯、非线性幅频特性信息,且与振动信号的关联维数存在相关性,对选取磁流变阻尼器最优工作参数有重要的意义.

摘要： 地震、风载等灾害荷载作用下,被动振动控制系统耗散了大量的结构振动能量,是最容易破坏的结构关键、敏感部位.由于自身材料为各向异性、多介质耦合、强非线性,因此在复杂时空环境、多因素、多载荷耦合作用下,被动振动控制系统损伤呈现多尺度、多类型特征.本文以叠层橡胶隔震支座和磁流变阻尼器为研究对象,全面综述了当前国内外对这两种结构减隔震系统的性能监测与损伤识别、性能演化与可靠性评估、自适应自供能特性三方面的研究现状,并总结了该研究方面存在的不足,为结构减隔震控制系统性能监测、评估与提升的进一步研究提供了参考.

摘要： 磁流变阻尼器能够提供可以调节的阻尼力,是一种比较理想的半主动控制装置.本文为了让相关人员了解有关磁流变阻尼器半主动控制的研究动态,介绍了磁流变阻尼器在汽车悬架振动控制中的研究现状,综述了半主动控制策略等.

摘要： 动态响应特性是磁流变阻尼器的重要性能参数,其测量准确性与励磁电流施加时机密切相关.根据车辆悬架磁流变阻尼器动态响应特性的特点,本文提出了一种基于PIC单片机的驱动触发技术,并进行了理论分析与应用研究,结果表明,所开发的驱动触发技术能满足磁流变动态响应测试需要.

摘要： 单出杆MRD因体积补偿装置的存在,使得活塞始终受向上的补偿恢复力;在小位移幅值、小电流下,补偿恢复力占阻尼器阻尼力比重较大,而现有研究中一般将其忽略或等效成某固定值.针对上述问题,首先分别对阻尼器中的浮动活塞和活塞进行了受力分析,推导了考虑摩擦力的弹簧-浮塞型单出杆MRD的阻尼力计算公式.然后,提出了一种改进单出杆MRD的方案:增大摩擦力来处理补偿恢复力;利用MATLAB数值模拟了小位移幅值、小电流下改进和未改进的单出杆MRD,对比分析了它们的示功特性和速度特性,结果表明改进的单出杆MRD有效解决了补偿恢复力的问题.最后,依据O型密封圈液压往复移动密封的设计理论,给出利用O型密封圈增大摩擦力的设计方法.所论述的研究结果表明相关设计方法的可行性,能够为单出杆MRD的研究、设计和工程应用提供参考.

摘要： 本发明公开一种磁流变液阻尼器自感应自供电的方法及阻尼器，缸体充满磁流变液，活塞杆的一端在缸体内滑动，另外一端伸出缸体；缸体内的活塞杆上固定有活塞，电磁线圈缠绕在活塞的外表面的凹槽内；缸体的内侧壁与活塞的外侧壁间设有节流通道，所述活塞杆设置阶梯通孔，活塞杆最外端设置端盖，所述通孔内设置永磁体，所述永磁体与内置浮动活塞固定，内置浮动活塞与端盖间设置弹性元件，内感应线圈设置在永磁体的外侧；内感应线圈与电磁线圈用导线相连接。本发明优点：1、结构简单紧凑；2、具有防沉降作用；3、感应电能可搭配控制器等设备联合使用；4、本发明的发电效率较高。

摘要： 本发明公开一种超磁致挤压式磁流变阻尼器自适应方法及阻尼器，永磁铁所产生的磁场分成并联的两个磁通回路，其中一个磁通回路中串联超磁致伸缩棒，利用超磁致伸缩棒受外力影响导致磁导系数的变化，进而影响另外一个磁通回路的磁场变化，最终带来磁流变液粘滞力的变化，实现阻尼器出力的自适应调节。本发明优点：1、磁路利用率高出力大；2、便于设计优化；3、自适应方法简单可靠。

摘要： 本发明公开了一种内置磁流变阀进行阻尼性能控制的磁流变阻尼器，主要由活塞杆、活塞缸、阻尼器缸体、阀芯、浮动活塞、端盖及吊耳等组成。活塞缸、阻尼器缸体、阀芯、励磁线圈以及缸体液流通道和U型液流通道构成内置式磁流变阀。励磁线圈导电时，缸体液流通道和U型液流通道有效阻尼间隙内的磁流变液由于电磁效应导致流动性降低，磁流变液容腔Ⅰ和磁流变液容腔Ⅱ之间会形成压力差，使活塞头右端面所受阻尼力发生变化，实现磁流变阀控制磁流变阻尼器阻尼性能的目的。U型液流通道有效增加了阻尼长度，从而增大了阻尼力可调范围。该磁流变阻尼器阻尼力调节范围大、结构紧凑、体积小，特别适用于铁路、机车、桥梁等减振抗震系统。

摘要： 本发明公开一种磁流变阻尼器调谐质量升频馈能的方法及阻尼器，阻尼器主要包括活塞杆、活塞和缸体，活塞杆将主振动结构和活塞连接，活塞上设有感应线圈，缸体内充满磁流变弹性体，通过控制感应线圈上的电流，产生可控的电磁场，从而调节阻尼器的刚度和阻尼。使作为调谐质量的缸体产生反作用主振动结构的惯性力，来达到减小甚至消除主振动结构振动的目的。活塞杆的末端设有撞击头，缸体上固定有环状的弹性膜片，弹性膜片上设有压电材料薄片，当活塞杆相对缸体运动时，撞击头碰撞弹性膜片产生高频的自激振动，使得压电材料发生高频的拉升与压缩，实现振动能量的高效转化。本发明优点：1、能量靶向传递；2、结构紧凑可靠；3、馈能效率较高。

摘要： 本发明公开了一种磁流变阻尼器和电涡流阻尼器组合而成的混合式阻尼器，主要由外圈导磁缸筒、永磁铁、隔磁片、内圈隔磁缸筒、固定套筒、活塞杆、励磁线圈、活塞头套筒、活塞头等组成。8个永磁铁和8个隔磁片固定安装在固定套筒上，在外部激励下随着活塞杆一起运动。永磁铁在外圈导磁缸筒内运动，改变了流经外圈导磁缸筒的磁通量，在外圈导磁缸筒内产生电涡流以抵消磁通量的变化。涡流产生磁场，在永磁铁和外圈导磁缸筒之间产生吸引力和排斥力，阻止物体运动过程中阻尼的相对振动。本发明通过将磁流变阻尼器和电涡流阻尼器组合在一起，来改变相同阻尼力下磁流变阻尼器的刚度，特别适合应用于采用磁流变阻尼器的半主动减振系统。

摘要： 本发明公开一种超磁致挤压式磁流变阻尼器自适应方法及阻尼器，永磁铁所产生的磁场分成并联的两个磁通回路，其中一个磁通回路中串联超磁致伸缩棒，利用超磁致伸缩棒受外力影响导致磁导系数的变化，进而影响另外一个磁通回路的磁场变化，最终带来磁流变液粘滞力的变化，实现阻尼器出力的自适应调节。本发明优点：1、磁路利用率高出力大；2、便于设计优化；3、自适应方法简单可靠。

摘要： 本发明公开了一种内置磁流变阀进行阻尼性能控制的磁流变阻尼器，主要由活塞杆、活塞缸、阻尼器缸体、阀芯、浮动活塞、端盖及吊耳等组成。活塞缸、阻尼器缸体、阀芯、励磁线圈以及缸体液流通道和U型液流通道构成内置式磁流变阀。励磁线圈导电时，缸体液流通道和U型液流通道有效阻尼间隙内的磁流变液由于电磁效应导致流动性降低，磁流变液容腔Ⅰ和磁流变液容腔Ⅱ之间会形成压力差，使活塞头右端面所受阻尼力发生变化，实现磁流变阀控制磁流变阻尼器阻尼性能的目的。U型液流通道有效增加了阻尼长度，从而增大了阻尼力可调范围。该磁流变阻尼器阻尼力调节范围大、结构紧凑、体积小，特别适用于铁路、机车、桥梁等减振抗震系统。

摘要： 本发明属于工程结构消能减振及结构抗风领域，提供了一种自供能自适应磁流变阻尼器。该自供能自适应磁流变阻尼器包括磁流变阻尼器、电磁阻尼器、第一连接件和中间电路；磁流变阻尼器和电磁阻尼器通过两个第一连接件并联；第一连接件用于与被控制结构连接，以随被控制结构运动，从而带动磁流变阻尼器和电磁阻尼器运动；电磁阻尼器运动发电并通过中间电路提供给磁流变阻尼器。本发明通过将磁流变阻尼器和电磁阻尼器并联入受控结构，直接利用受控结构的振动驱动电磁阻尼器发电并提供给磁流变阻尼器使用，从而实现自供电的同时根据振动状况自适应改变磁流变阻尼器的阻尼力大小，由此解决传统磁流变阻尼减振系统复杂易失效的技术问题。

摘要： 本实用新型公开了一种磁流变阻尼器和电涡流阻尼器组合而成的混合式阻尼器，主要由外圈导磁缸筒、永磁铁、隔磁片、内圈隔磁缸筒、固定套筒、活塞杆、励磁线圈、活塞头套筒、活塞头等组成。8个永磁铁和8个隔磁片固定安装在固定套筒上，在外部激励下随着活塞杆一起运动。永磁铁在外圈导磁缸筒内运动，改变了流经外圈导磁缸筒的磁通量，在外圈导磁缸筒内产生电涡流以抵消磁通量的变化。涡流产生磁场，在永磁铁和外圈导磁缸筒之间产生吸引力和排斥力，阻止物体运动过程中阻尼的相对振动。本实用新型通过将磁流变阻尼器和电涡流阻尼器组合在一起，来改变相同阻尼力下磁流变阻尼器的刚度，特别适合应用于采用磁流变阻尼器的半主动减振系统。

摘要： 本实用新型公开了一种内置磁流变阀进行阻尼性能控制的磁流变阻尼器,主要由活塞杆、活塞缸、阻尼器缸体、阀芯、浮动活塞、端盖及吊耳等组成。活塞缸、阻尼器缸体、阀芯、励磁线圈以及缸体液流通道和U型液流通道构成内置式磁流变阀。励磁线圈导电时，缸体液流通道和U型液流通道有效阻尼间隙内的磁流变液由于电磁效应导致流动性降低，磁流变液容腔Ⅰ和磁流变液容腔Ⅱ之间会形成压力差，使活塞头右端面所受阻尼力发生变化，实现磁流变阀控制磁流变阻尼器阻尼性能的目的。U型液流通道有效增加了阻尼长度，从而增大了阻尼力可调范围。该磁流变阻尼器阻尼力调节范围大、结构紧凑、体积小，特别适用于铁路、机车、桥梁等减振抗震系统。