汽车缓速器磁流变液性能测试仪的设计.pdf

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1、第33卷第3期佳木斯大学学报(自然科学版)V01．33No．32015年05月JournalofJiamusiUniversity(NaturalScienceEdition)May2015文章编号：1008—1402(2015)03-0440—03汽车缓速器磁流变液性能测试仪的设计①吕德刚，安永东，齐晓杰(黑龙江工程学院汽车与交通工程学院．黑龙江哈尔滨150050)摘要：磁流变液的性能对磁力制动式汽车缓速器性能影响很大．鉴于目前缺乏结构简单、性能可靠检测仪器的现状，在系统地分析磁路设计中材料选择、磁路结构以及线圈参数的基础上，基于磁饱和效应的磁路设计方法，设计并制作了磁流变液

2、性能测试仪．从实验结果来看，所设计的测试仪能够真实地反映出所测试磁流变液的性能．关键词：汽车缓速器；磁流变液；测试仪中图分类号：U463文献标识码：A100kPa之间．磁流变液的屈服应力随磁场强度的0引言增大而增大，但最大屈服应力和磁场强度之间并不磁流变液是一种在磁场作用下流变特性瞬间是线性关系，一般磁流变液体在屈服应力达到的可逆的材料，可以在几毫秒内由流体状态迅速变40kPa时存在一个比较明显的拐点，超过40kPa为固态．其剪切屈服应力大小与磁场强度具有稳定后，屈服应力随磁场强度增大的速度明显减缓，因的对应关系，是一种用途广泛、性能优良的智能材此本设计设定磁流变液最大工作区在

3、35kPaL2j．料．目前，磁流变液已经开始应用于研磨工艺、阀门根据试验要求，首先设定驱动磁盘内径D，=和密封、机器人的传感器和采矿、印刷等多个行业，0．1m，驱动磁盘外径D2=0．01nl，则圆盘面积为s也被广泛应用于汽车座位减振器、刹车器、缓速器=7．85×101TI，当7-=35kPa时。通过以下公式等¨．计算出磁流变液最大传递扭矩为：目前对于磁流变液的研究，较为普遍的是采用=f2err丁dr=9．158Nm(2)宾汉(Bingham)模型，表述如下：JR1=+'7．P·(1)2磁路设计式中：．r为磁场作用下磁流变液屈服应力；为磁流变液动态屈服应力，与磁场强度相关；'7为

4、而要使磁流变液从液态变为类固态，产生磁流磁流变液塑性粘度；7为切应变率．变效应，其所处磁场的磁场强度必须达到数十千安磁流变液从上式来看，除了受到磁场强度的影／米甚至数百千安／米．同时，工作间隙的大小也影响，还要受到液体的粘度的影响．目前市场上的磁响离合器传递的黏性力矩，结合磁流变液的参数，流变液品种繁多，性能各异，因此若想得到某磁流一般情况下磁流变传动器件工作间隙的取值应在变液的精确数学模型，进而对该磁流变液进行有效0．5mm一2ram之间“．一般当B=0．5T时，磁流控制，除了理论分析计算外，还必须设计相应的性变液体的剪切屈服应力约为35kPa左右．能测试仪器．本设计由六个线

5、圈组成，每个线圈对应圆盘面积的六分之一，故每六分之一圆盘对应的磁通量为1磁流变液传递扭矩估算．=S／6×B=6．54X10一Wb，对于每个线圈的首先选定拟采用的磁流变液，一般来说，磁流磁路来说，磁通量均为6．54×10～Wb，由于钢片的变液的最大屈服应力通常都可以达到50kPa一磁饱和现象，如果选用的磁通密度太高，空载电流①收稿日期：2015—04—23基金项目：黑龙江省科技攻关科研项目(GCI2A412)．作者简介：吕德刚(1974～)，男，黑龙江哈尔滨人，黑龙江工程学院汽车与交通工程学院讲师，硕士．第3期吕德刚，等：汽车缓速器磁流变液性能测试仪的设计441和空载损耗会增加，

6、因此，磁通密度应选择在磁饱B=0．5T时，磁导率约为2．33×10～H／m，则磁流和以下．根据公式B=／A，选取铁心磁感应密变液的磁场强度：B_2：2．15×10(A／m)．磁度B．=1．5T，可计算出铁心截面积4．36×10m，0则铁心直径D=23．5ram，圆整后取值24mm．圆盘流变液工作间隙的取值h2=2ram．则磁压降F2=也采取硅钢片制成，取硅钢片圆盘磁感应密度也为／12×h2=43(A)．1．5T，通过相同的计算方法，可知圆盘的厚度应为9．68ram，圆整后取值10mm．真空的磁导率／a,o=47rX10一H／m，各种导磁材料相对磁导率差异很大，在此选择磁导率=3

7、000的普通低碳钢为导磁材料．每段磁场强度的计算IR．铁1、5'磁场强度H1：=397．9(A／m)．Fe根据安装需要，初定铁心长度hl=20mm，则磁压降F1=H1Xhl=7．96(A)．图3磁流变性能测试仪整套布置图图l某常用磁流变液的B—H曲线和／．L一日曲线图4磁流变液性能测试结果对比图除了磁流变液内部，其他位置的磁感应强度均为1．5T，磁场强度也就都是397．9(A／m)，转动圆盘内部，磁力线的工作距离平均为28．78mm，下部磁轭距离相同．圆盘内部磁压降F3=t／3×h3=l1．