径向流及圆环流磁流变阀结构设计与压降性能分析

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1、分类号______________________________密级______________________________ＵＤＣ______________________________编号______________________________全日制专业学位硕士论文径向流及圆环流磁流变阀结构设计与压降性能分析学位申请人：李海燕学科领域：机械工程校内导师：胡国良教授校外导师：胡爱华高工答辩日期：独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别

2、加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表和撰写的研究成果，也不包含为获得华东交通大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人签名_______________日期____________摘要径向流及圆环流磁流变阀结构设计与压降性能分析摘要传统的液压控制阀一般由可移动的阀芯机械部件及固定不动的阀体部件之间的相对运动来实现对液压系统的压力和流量控制。由于阀体内存在可移动的机械部件，导致液压阀的结构复杂，零部件的加工精度要求较高，而

3、且还存在移动部件运动不易控制，工作可靠性低等难题。自从磁流变液智能流体材料的出现，以其为工作介质的磁流变控制阀有效的解决了这些不足。磁流变阀是一种无相对移动部件，以智能流体磁流变液的流变特性为控制原理设计的智能器件。传统的磁流变阀阀芯和阀体之间的阻尼通道为圆环流动结构，本文提出了一种新型的径向流磁流变阀结构；同时在工作间隙和磁场特性相同的情况下，分析比较两种不同流动走向的磁流变阀的性能。本文主要内容包括：1、设计了一种径向流磁流变阀，阐述了在设计过程中的一些关键技术和关键问题，按照设计要求初步选定了磁流变阀的关键尺寸，然

4、后对其进行磁路计算，对所设计阀的关键尺寸进行校核，确定所需的线圈匝数。同时，在保证磁场条件不变的情况下，设计了一种线圈匝数和阻尼间隙大小都相同的圆环流磁流变阀结构，并进行了磁路计算及相关分析，验证其结构可行性。2、分析了径向流及圆环流两种典型磁流变阀的压降特性，建立了两种不同流向的磁流变阀压降数学模型，并进行了压降推导计算分析。3、利用ANSYS有限元分析软件中的EMAG模块，分别对径向流和圆环流磁流变阀磁路进行仿真分析。通过仿真中结构的磁力线分布，首先确定结构的可行性，然后对比两种结构在电磁场仿真下的压降大小，比较不同

5、阻尼间隙走向的压降性能。4、采用Fluent流体仿真软件分析径向流及圆环流磁流变阀的压降及速度变化规律，并与电磁场仿真的压降性能进行对比分析，进一步解释了流道结构对磁流变阀压降的影响。5、采用LabVIEW测试软件搭建了磁流变阀动态性能实验系统，对径向流和圆环流磁流变阀的压降特性进行了测试分析。分析了不同负载和不同激励电流下两种磁流变阀压降的变化规律，并与电磁场仿真和磁流体仿真结果进行了对比分析。关键词：磁流变阀，径向流，圆环流，压降，性能测试IAbstractStructuredesignandpressuredrop

6、analysisofmagnetorheologicalvalvesconsideringradialandannularfluidflowchannelsABSTRACTIngeneral,thetraditionalhydrauliccontrolvalvesrelyontherelativemovementbetweenmoveablevalvespoolandfixedvalvebodytoachievetherelativecontrolofpressureandflow.Duetothemoveablemec

7、hanicalparts,someproblemswouldbearisen,suchascomplexstructure,highmachiningprecisionrequirement,lowworkreliabilityetc.It’scommontoseethatthemovementofthemovingpartsisalsonoteasytocontrolonthisaccount.Sincetheemergenceofintelligentmagnetorheological(MR)fluid,thepr

8、oblemcanbeeffectivelysolvedbyintelligentcontrolvalvewhichdependonintelligentfluid.AccordingtothecharacterofMRfluid,atypeofMRfluidcontrollingvalvewhichhasnorela