基于Fluent的盘式磁流变液制动器优化设计.pdf

《基于Fluent的盘式磁流变液制动器优化设计.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、Des_gnandResearch设计与研究基于Fluent的盘式磁流变液制动器优化设计陈庆庆刘新华(中国矿业大学机电工程学院，江苏徐州221116)摘要：针对盘式磁流变液制动器的散热问题，通过对盘式磁流变液制动器进行结构改进，使磁流变液在制动间隙采用流动模式，将制动过程中产生的热量及时带走，较好地解决了制动装置的散热问题；给出了基于Fluent的优化设计流程，并通过一个实例验证了方法的可行性和有效性。关键词：磁流变液盘式制动器Fluent优化设计中图分类号：U463．51文献标识码：AOptimizeddesignofthedisk-

2、shapedmagnetO—rheOIOgicaIfluidbrakebasedonFluentCHENQingqing，LIUXinhua(CollegeofMechanicalandElectronicEngineer，ChinaUniversityofMiningandTechnology，Xuzhou221116，CHN)Abstact：Accordingtotheheatdissipationproblemofdisk-shapedmagneto—rheologicalfluidbrake，throughthestructur

3、eimprovementofdisk-shapedmagneto—rheologiealfluidbrake，itmakesthemagneto-rheologicalfluidintheflowpatternsinbrakingclearance．Sotheheatgeneratedinthebrakingprocesscanbetakenawaytimely。itisagoodwaytosolvethebrake’Sheatdissipationproblem；thisarticlealsogivesaopti—mizationde

4、signprocessbasedonFluent，andverifiesthefeasibilityandvalidityofthemethodthroughanexample．Keywords：Magneto-rheologicalFluid；Disk-shapedBrake；Fluent；OptimizationDesign磁流变液(Magnetorheol0gicalFluids，MRF)是一种效J。杨仕清等的研究表明，磁流变液的表观粘新型磁功能材料，主要由软磁性颗粒、基载液以及为了度随温度升高呈现出非线性下降趋势；张红辉对磁防止

5、颗粒沉降而包覆在颗粒表面的添加剂组成。它在流变液阻尼器进行温度试验表明阻尼力随着温度升高无外加磁场时，表现为流动良好的牛顿流体，但在外加有一定程度的下降。磁场作用下，流体的流变特性发生巨大变化，其表观粘制动过程引起的热量若不能及时散去，将对磁流度可在10ms内增加几个数量级，并呈现类似固体的变液制动装置的性能产生严重的影响。本文主要针对力学性质，且粘度变化是连续可逆的，即一旦去掉磁场磁流变液制动器的散热问题，对其结构进行优化，并给后，又变成可以流动的液体。磁流变效应连续、可逆、出优化设计流程，在保证制动力的同时，解决其散热问迅速和易于控

6、制的特点使得磁流变液传动系统在航题空、航天、汽车工业、液压传动、生物技术、医疗等领域1盘式磁流变液制动器结构优化具有十分广泛的应用前景¨。磁流变液制动装置引入磁流变液作为工作介质，1．1工作原理利用磁流变液的屈服剪切应力来实现制动。在工作的磁流变液制动器工作原理如图1所示l8J，在无需过程中，磁流变液内摩擦、励磁线圈通电后的发热、电制动的情况下，无外加磁场，磁流变液表现为流动良好涡流发热、轴承和密封处的摩擦发热导致磁流变液的的牛顿流体；当需要制动时，加入磁场作用，磁流变液温度升高，从而致使其粘度降低、基础液蒸发、磁性颗中的磁l生粒子沿着

7、磁力线方向成链状分布，这种链状粒沉淀等一系列问题，进而造成磁流变液完全失结构使得磁流变液的屈服剪切应力显著增大，从而产国家自然科学基金资助项目(No．51005231)，中国博士后科学基金资助项目(No．20100471408)·79·设计与研究gnQndResearCn生制动力矩。1～2mm之间最佳，太小的工作间隙使加工难度增加，且磁流变液在工作间隙中的流动性不好；较大的工作间隙虽然能使磁流变液的流动性能提高，但工作间液隙过大会造成间隙处磁阻增加，制动力矩下降，因此选取工作间隙h为2mm。转定轴图1传统盘式磁流变液制动器1．2结构改进

8、由于温升会对磁流变液性能造成很大的影响，必须对此加以控制。DogruozMB等通过在磁流变阻尼器外壳上加工肋片来提高阻尼器的散热性能，达到了一定的效果。郑军等¨。。利用整体针翅回转热管有效地对传动装置进行散