基于超磁致伸缩—磁流体材料的智能轴承研究

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1、学校代码：10259学号：156091310密级：公开上海应用技术大学硕士学位论文题目：基于超磁致伸缩-磁流体材料的智能轴承研究英文题目：ResearchonIntelligentbearingbasedongiantmagnetostrictivemagneticfluid专业：机械设计及理论学院：机械工程学院研究方向：智能材料及振动控制姓名：张珈豪指导教师：刘旭辉副教授2018年6月4日基于超磁致伸缩-磁流体材料的智能轴承研究摘要磁流体是一种在激励磁场下自身粘度可以改变的智能材料，超磁致伸缩材料是一种具有高效的电-磁-机转换效能的新型材料。本文通过应用超磁致

2、伸缩、磁流体材料，提出一种通过控制刚度和调节阻尼的智能轴承，为解决支撑技术的难题提供一种解决方案。超磁致伸缩材料具有较快的响应速度、形变范围大、形变输出稳定、输出力稳定且输出的量级较大，在减振应用，定位控制等领域具有普遍的应用；磁流变液是一种纳米磁性颗粒的悬浊液，这种磁性颗粒可以通过磁场来控制其在油液中的分布状态。加上磁场时，磁性颗粒沿着磁场方向有序分布，宏观表现为磁流变液黏度变大。滑动轴承的减振阻尼随着在轴承间隙的磁流体的黏度改变而变。本课题基于这两种材料，提出了一种新型智能轴承，包括刚度控制部分的超磁致伸缩驱动器和可以调节阻尼的磁流体轴承。在通过实验研究磁流

3、体阻尼力与激励电流关系的基础上，详细给出了超磁致伸缩驱动器和磁流体轴承的结构和磁路设计方案，并且通过Anasys软件对刚度控制驱动器和阻尼调节磁流体轴承的磁路设计可行性进行了验证，得到工作区域磁场强度与激励电流的关系。为了更好的对智能轴承进行控制，搭建了具有位移传感器和拉压力传感器的测试系统，对刚度控制驱动器的时间响应特性进行了实验研究。得到不同电流对刚度控制驱动器的位移输出响应时间、输出力响应时间影响，不同预压力对刚度控制驱动器的响应时间的影响。为主动减振轴承的控制奠定了一定的基础。关键词：磁流体滑动轴承；超磁致伸缩驱动器；测试系统；时间响应特性Researc

4、honIntelligentbearingbasedongiantmagnetostrictiveandmagneticfluidAbstractMagneticfluidisakindofintelligentmaterialwhichcanbechangedundertheexcitationmagneticfield.Thegiantmagnetostrictivematerialisanewtypeofmaterialwithhighefficiencyofelectricmagneticandmechanicalconversion.Thispaper

5、presentsanactivedampingbearingbycontrollingstiffnessanddamping,providingasolutionforsolvingtheproblemofsupportingtechnology.Themagnetostrictivematerialhasrapidresponsespeed,largedeformationrange,stabledeformationoutput,stableoutputforceandlargeoutputmagnitude.Itiswidelyusedinthefield

6、ofvibrationdampingapplication,positioningcontrolandsoon.Themagnetorheologicalf`luidisakindofmagneticparticlesuspension.Thismagneticparticlecanbecontrolledbythemagneticfield.Thedistributionoftheoilintheoil.Whenthemagneticfieldisadded,themagneticparticlesaredistributedorderlyalongthedi

7、rectionofthemagneticfield,andthemacroscopicexpressionisthattheviscosityofthemagnetorheologicalfluidincreases.Thedampingdampingofslidingbearingsvarieswiththeviscosityofthemagneticfluidinthebearingclearance.Basedonthesetwomaterials,anewtypeofsmartbearings,includingthemagnetostrictiveac

8、tuatorofthes