论文部分内容阅读
磁流变液(Magnetorheological Fluids,MRF)是一种新型的智能材料,它是由微米级的磁性颗粒、载液以及添加剂组成。在没有外加磁场的条件下,磁流变液具有牛顿流体的特性;在外加磁场的作用下,其表观粘度可在数毫秒内增加几个数量级,转变为Bingham流体,而去掉外加磁场后又重新表现为牛顿流体的特性,并且该转变快速可逆、方便可控。由于其优良的流变性能,受到国内外学者的高度重视和研究,并广泛应用于机械工程、生物工程、航空航天和医疗器械等领域。磁流变液传动技术(Magnetorheological Fluids Transmission)是磁流变液器件的研究重点之一,具有结构简单、控制方便、响应迅速、能耗低等优点,具有广泛的应用前景。本文的主要研究工作如下:(1)对磁流变液的组成、制备方法和流变特性进行了分析,并制备了适合传动用的硅油基磁流变液;给出了磁流变液的性能指标及其影响因素;开展了磁流变液剪切屈服应力测试实验,提出了磁流变液屈服应力随磁场变化的宏观模型。(2)对传动用磁流变液的性能要求及其失效形式进行了分析,在对磁流变液传动装置结构设计和磁学设计理论研究的基础上,设计了满足实验要求的磁流变液传动装置,并基于Ansoft Maxwell进行了磁路仿真。(3)搭建了磁流变液传动系统实验台,并进行了传动介质测试实验、磁场测量实验、传动特性实验。实验结果表明:自行制备的磁流变液性能优良,满足传动需求;磁场分布均匀与仿真结果保持一致,符合设计需要;磁流变液传动系统具有线性度较好的电流—转矩特性,空载阻力较小,具备恒转矩特性和较好的调节能力,且稳定状态下传动效率较高,能够符合实际工程应用的需要。(4)针对所搭建的磁流变液传动系统实验台,分析了磁流变液调速技术的工作原理,设计了磁流变液传动系统的模糊控制策略,并开展了相关的开环调速实验。