【《磁流变阻尼器工作原理及结构探析概述》1500字】

磁流变阻尼器工作原理及结构分析概述磁流变阻尼器的结构如图2.1所示。1-蓄能器2-膜片3-磁流变液4-环形节流通道5-线圈6-密封圈7-线圈导线磁流变阻尼器的典型结构图STYLEREF1\s2.SEQ图\*ARABIC\s11磁流变阻尼器的结构通电线圈经过活塞杆从内引出，固定在活塞杆与导线孔中间间隙的部位。为保持线圈在工作环境中不会轻易受到改变，将其缠绕在了活塞上的固定凹槽上。活塞外一周是经过特殊加工形成的具有特定样式的环形空间，被称之为磁流变阻尼器的节流通道，节流通道一般有旁路式、蜿蜒式或折叠式等不同的设计方案，其目的始终在于连接磁流变阻尼器左右腔室，本文采用的磁流变阻尼器使用的旁路式节流通道。磁流变阻尼器内部不仅有牛顿流体磁流变液，也会存在高压气体以便调节内部磁流变液的物理特性。相较于一般的液压阻尼器，磁流变阻尼器在基本结构上与之有很多相似的地方，因为二者本质上都是利用了流体的阻尼特性而制作的。不同点在于，磁流变阻尼器的节流通道即使种类多变，但整体而言依然只是环形的单一简单的流体通道，不像液压阻尼一样会在流体通道中加入更为复杂的装置（例如液压阀等）辅助其完成性能价值。另外，二者之间最大的区别在于磁流变阻尼器性能多变，在外加磁场的变化下能体现出不同的物理性质，所以会在活塞上缠绕线圈以便于通过励磁电流改变磁流变液所受磁场的大小。相对而言，因为磁流变阻尼器的主要性能体现在了施加了励磁电流后因磁场改变而产生物理性质改变的磁流变液上，所以其外部包裹的结构反而不需要过于复杂的设计，只需要保证流体通道中的磁流变液移动尽量保持不受到腔缸体内部结构的阻碍，使得其性能在固定的励磁电流影响下长期保持一定稳定的状态。整体零件加工的精度也不需要追求极高的标准，这使得磁流变阻尼器在加工上显得比较容易。磁流变液的密封环境一般由两个部分构成，一是缸体与端盖之间使用常规的O型圈密封，属于静态密封；二是活塞与缸体之间使用唇形密封圈，属于滑动密封。二者结合保证了磁流变液在阻尼器使用阶段的稳定性。磁流变阻尼器的工作过程是一个连续的往复运动，在外加励磁电流的激励下，改变了磁流变液的阻尼刚度等物理性质，使得所作的往复运动速度与加速度产生变化。在往复运动远离原点的过程中，励磁电流增大，阻碍其运动趋势；当往复运动回归原点是，励磁电流减小，加快其恢复效率。活塞在缸体中进行往复运动的同时，磁流变液会在流体通道内流动，并通过连接左右腔室的节流通道完成各个位置的磁流变液的交换流动。通电后，流体通道内形成一个环形的磁场，如图2.2所示，在流体通道内的磁场方向与对应区域的磁流变液流动方向是相互垂直的状态。磁流变液在磁场中形成“磁链”，不再是一般的牛顿流体，而是Bingham半固体的状态，并产生了能够控制的阻尼力。图STYLEREF1\s2.SEQ图\*ARABIC\s12流体通道内磁场分布示意图由于本文所用的磁流变阻尼器工作模式是通过活塞的运动与磁流变液之间形成相互运动的剪切工作模式，所以上述磁流变阻尼器所产生的阻尼力，包括了磁流变液的库伦阻尼力（与磁流变液的剪切屈服强度相关）、粘滞阻尼力（与磁流变液的粘度相关）以及活塞运动过程中与磁流变阻尼器筒体结构之间的摩擦力。在磁路允许范围内，通过改变外加电流的大小，可以改变磁流变液的物理性质，即改变了其剪切屈服强度，从而可以达到对于阻尼力的调节作用。磁流变阻尼器的结构包括了阻尼器外壳、活塞单元和活塞杆，如图2.3所示。图STYLEREF1\s2.SEQ图\*ARABIC\s13磁流变阻尼器模型活塞单元的具体外形尺寸如图2.4所示，数据由表2.1列出。图STYLEREF1\s2.SEQ图\*ARABIC\s14活塞单元的结构尺寸

表STYLEREF1\s2.SEQ表\*ARABIC\s11活塞单元主要尺寸结构参数符号数值活塞杆半径r15mm磁环半径r218.5mm活塞半径R25mm活塞长度L35mm流体通道长度L19mm磁流变液腔体外绝磁壁厚度t1mm本文所用磁流变阻尼器的相关技术指标由表2.2列出，整体组件实物图见图2.5所示。表STYLEREF1\s2.SEQ表\*ARABIC\s12磁流变阻尼器相关技术参数参数数值筒体外径60mm活塞工作行程±18mm磁流变液腔室容积98.1ml质量4.3kg工作电流范