汽车磁流变减振器的设计及多项式模型的研究

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1、机械设计与制造第11期36MachineryDesign&Manufacture20l1年11月文章编号：1001—3997(2011)11-0036—03汽车磁流变减振器的设计及多项式模型的研究术段敏石晶苏海华(辽宁工业大学汽车与交通工程学院，锦州121001)DesignforautomobilesmagnetO—rheOIOgicaIdamperandresearchonpolynomialmodeDUANMin，SHIJing，SUHai—hua(CollegeofAutomobileandTrafficEngineering，LIT，Jin

2、zhou121001，China)【摘要】通过对汽车磁流变减振器的工作模式的分析，利用ANSYS电磁场模块和流体动力学模块，建立减振器磁路有限元模型。采用序惯耦合法，计算得出阻尼力一速度关系曲线，完成了汽车磁流变减振器结构优化设计及磁路分析。将所设计的磁流变减振器在MTS849减振器试验台上进行试验，测得磁流变减振器的示功图和速度特性，利用试验数据，进行多项式拟合，精确的建立了该减振器的阻尼力模型，与理论计算曲线比较，说明多项式模型能较好的描述减振器非线性特性和滞回特性。关键词：磁流变减振器；磁路设计；多项式模型【Abstract】According

3、totheanalysisforworkingmodeo／’magneto—rheological(MR)damper’S，amagneticcircuitFEMmodelofMRDWaSbuiltbyusingelectromagnetismmoduleandhydrokineticsrood-MoftheANSYSsoftware．Usingsequencecouplingmethod．thedampingforce-speedrelationcur~eswasobtainedthroughcomputation，thusthestructura

4、loptimumdesignandmagneticcircuitanalysiswerecorn一pletedforautomobileMRdamper．ThentheMRdamperdesignedWClStestedontheMTS849dampertesting；machine，andindicatordiagramandspeedcharacteristicsofMRdamperweremeasured．Afterwardsthedampingforcem。delforthedamperWasestablishedncc“ratelybyMs

5、ingexperimentaldataafterP0lyn0mial；fitting．C。mparedp。ly凡。midcMewiththe。retic(zfcalculati。ncue，p。。mialcuem。dezc吼6er如一}scribenonlinearcharacteristicofMRDandhystereticcharacteristic．；Keywords：Magnetorheologicaldamper；Magneticcircuitdesign；Polynomialmodel中图分类号：TH16，U463．4文献标识码：A1—月

6、．IJ．—吾jL—式中：一外加磁场下的屈服应力；剪切应变率；叩-—磁流变液磁流变液减振器可实现阻尼的连续调节，而且具有响应频率动力粘度。高、阻尼变化明显、工作电压低、耗能少、调节装置结构简单、成本低等特点，故在流变阻尼调节半主动悬架中应用前景广阔I1。结合当前磁流变减振器研究中的关键问题阳，对磁流变减振器的磁路的设计原理进行分析，研究磁场在减振器磁路内部的分布。分析了磁流变减振器可控阻尼力与控制电流、车辆振动速度之间的关系。通过在MTS849减振器振动台上的阻尼特j生试验，利用试验数据，建立阻尼力一电流—速度的多项式模型进行拟合，该阻尼力计算模型的主

7、图1混合模式磁流变减振器结构图要特点是：物理概念清晰，所需辨识的参数少H，由于其阻尼力计算2．1．1流动模式式中只含有多项式，因此在求解电流值时不需再像修正的Bingham活塞与缸筒的直径远远大于间隙宽度，因此，磁流变液在阻模型，其计算量大大减小，便于对其实施实时控制。尼通道中的流动问题可以简化成液体在平板问的流动。当剪切应2磁流变减振器磁路设计力大于临界剪切屈服应力的时候，两粘性流动区域之间的磁流变目前，常采用剪切模式和流动模式液成为塞流区，即刚性流动区。流动状态，如图2所示。在忽略重共同作用，即混合工作模式151。在混合工作模式下，磁流变减振器阻

8、力、不计压缩等情况下，利用流体力学纳维一斯托克斯(N—s)简尼力可视为在流动和剪切模式下的阻尼力的叠加，即+