旋转式磁流变测试仪的设计与研究.pdf

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1、第3期机械设计与制造2011年3月MachineryDesign&Manufacture43文章编号：1001—3997(2011)03—0043—03旋转式磁流变测试仪的设计与研究米张进秋张建孔亚男贾进锋高永强(装甲兵工程学院技术保障工程系，北京100072)Designandstudyofrotarymagnet0rheOlOgicaIfluidtestingdeviceZHANGJin—qiu，ZHANGJian，KONGYa-nan，JIAJin-feng，GAOYong-qiang(Dept．ofTechnicalSuppo~Engineerin

2、g，AcademyofArmoredForceEngineering，Beijing100072，China)中图分类号：TH16，TB381文献标识码：A1引言等国在20世纪90年代初便开展了磁流变技术研究，并在磁流变材料及其应用的核心技术上获得了重大的进展，已经在车辆智能磁流变液口l(MagnetorheologicalFluid，简称MRF)是近年来发减振、建筑物智能抗震、高速列车减振、装甲车炮后坐阻尼控制等展迅速的一种新型智能材料。其表观粘度随外加磁场的变化而变化，利用磁流变液的这种可控特性，可发展出一系列具有机械结重要领域试用。全世界2006年磁

3、流变液的生产水平已达到每年构简单、功耗低、响应时间短、作用力调节范围宽等优点的智能化1O万升并提供给数种汽车悬架的商业化应用。预计今后10年将可控磁流变器件，如各类阻尼器、离合器等。西方国家如美、英、德达到10倍以上的生产量。目前在世界范围使用的磁流变减振器、★来稿日期：2010—05—20-k基金项目：“十一五”国防预研项目表1镁合金熔炉温度精度列表方式、温度的控制不仅对镁合金熔体的质量有重要影响，而且对环境保护、能源消耗等都有重要影响。利用PID控制技术结合smith预估算法可以满足纯滞后镁合金熔炉温度控制系统的要求。本文在仿真实验和物理实验中进行了深

4、入的研究，实验表明：本设计的温度控制过程中的补偿技术的引入对系统的一致胜和重复性有重要的影响作用，并且体现了控制器鲁棒性强的优点；同时也体现镁合金的整个熔化过程是—个功率损耗少、精度高、智能化控制的过程。参考文献1李人杰，何京林，李培杰．PLC在镁合金熔化保温炉控制系统中的应用[J]．中国铸造装备与技术，2004(6)：46～482胡赤兵，滕舟波，张继有．基于纯滞后补偿技术的加弹机温控系统[J]．纺织学报，2006，27(7)：71～743朱肖强，陈三宝．电加热炉炉温控制系统设计与仿真[J]．自动化与仪器仪表，2006(3)：17～195结论4王慧．基于F

5、uzzy-PID的电阻炉温度控制系统的研究[J]．应用科技，2006，33(3)：38～41镁合金熔体的温度是影响镁合金产品成形的关键因素，不同5刘建锋，袁赣南，周卫东，王慧．基于Fuzzy—PID的电阻炉高精度恒温控成份的镁合金熔点温度、相变温度、合金均匀化温度各不相同。加热制系统的研究[J]．中国仪器仪表，2005(10)：86～8844张进秋等：旋转式磁流变测试仪的设计与研究第3期阻尼器、刹车器和离合器已超过25万套，随着更多汽车悬架采用1哿式【4)代入式(3)，并在等式两边同时对求导，得：智能磁流变减振器和风扇离合器系统，今后10年的使用量将增。(

6、)‘)‘至数百万套[21。然而，磁流变材料及其工程应用在国内尚处于实验室研究阶段，磁流变液材料走向工程化应用所遇到的问题急需得其中，：：——一。到解决[31，其中，剪切应力是MRF的很重要的一个参数，世界上很)1+寺多学者对剪切应力测试仪进行了研究_4'5】。但是国内剪切应力测试在实际过程中，通常用以下公式近似计算剪切应力值『句仪的研究还存在一些问题：如果将剪切机构置于线圈内，则测试=(6)时，不便于将MRF加入容器中，而且间隙处的磁感应强度也不便测试；同时商业化的测试仪价格相对较高。因此，研制更加实用的3测试仪的磁路设计磁流变剪切应力测试仪，促进磁流变液

7、的工程应用有重要的意3．1磁路计算义。本文介绍了磁流变剪切应力测试仪的原理与设计方法，对测试仪的磁路可以抽象为如图3所示，其中虚线表示的磁MRF的剪切应力进行了测试，并与同类测试仪进行了比较。路的走向。2测试仪的原理旋转式剪切应力测试仪的原理，如图1所示。两平板的结构图，如图2所示，上平板旋转的角速度为n，下平板固定不动，其扭矩为T。为了推导剪切应力的公式，作如下假设，MRF是不可压缩的；在上下两平板之间，屈服应力是一个定值，并且在平板间磁场强度分布是均匀的；平板的表面和液体之间没有相搐动；系统是恒温的。品凸=rI——_J等Rt———l一耋图3磁路简图则磁

8、阻计算如下：R=—(7)式中：R一总磁阻。其它各段的磁阻分别为：尺