（CAD图纸全套）自供能式磁流变液减震器的结构设计及实验方案设计（含说明书）

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自供能式磁流变液减震器的结构设计及实验方案设计摘要。这种磁流变液减振器已用在凯迪拉克轿车上。近年来，国内对磁流变液的研究也取得了些成果。重庆大学的常建彭向和司鹄等人研究了磁流变液流变特性的测试方法，研究了磁流变液的屈服应力，廖昌荣等人对用于微型汽车的磁流变阻尼器的设计原理方法及实验进行了研究，黄金等人研究了磁流变液在制动器离合器中的应用，建立了磁流变制动器的设计方法上海交通大学何亚东西安交大倪建华等人研究了磁流变阻尼器在车辆悬架控制中的应用，佛山大学旺晓建研究了支承在磁流变液阻尼器和滑动轴承上的转子系统在振动主动控制过程中的运动稳定。姚喆赫等介绍了磁流变液的特性及磁流变减振器的工作原理,结合国内外最新研究成果,综述了用于汽车悬架的减振器的结构形式仿真模型控制方法和测试技术,并对今后的研究工作重点进行了探讨。傅宇雁等主要介绍了磁流变减振器中磁流变阻尼器的工程应用,分析磁流变阻尼器的力学模型及其特征。吕振华等分析了汽车乘坐舒适性行驶平顺性和操纵稳定性对筒式液阻减振器特性的要求,指出汽车在不同行驶工况下对减振器特性的要求是不同的分析了被动式减振器的发展历程及非充气和充气减振器的特点,阐述了机械控制式可调阻尼减振器电子控制式减振器以及电流变和磁流变减振器等的结构特点工作原理及其动态特性分析了筒式液阻减振器基于经验设计实验修正开发方法的缺点,阐述了基于技术的现代设计开发方法的过程及其关键问题最后分析了我国筒式液阻减振器技术的发展状况及问题,展望了减振器技术的发展前景。磁流变液的最终目标是达到商业使用化程度，国内磁流变液减振器的研究还处于起步阶段，很多相关理论还不成熟，如其复杂的非线性行为还有待进步研究。.研究的内容研究课题的意义研究的内容介绍压电材料自供能的特点，选择压电材料及其形状模式，设计压电功能系统介绍磁流变液材料的组成磁流变液效应磁流变液的主要性能。根据阻尼力的要求，确立了减振器的基本结构参数尺寸，以此为基础进行了磁路设计。根据减振器般结构尺寸，画出磁流变减振器结构装配图。研究课题的意义车辆工程的发展过程中，人们对舒适性和安全性等要求的提高及现代科学技术的发展,经过科学研究及实践而依次出现了三类悬挂系统被动悬挂主动悬挂半主动悬挂。半主动悬挂系统采用了自主调节的主动控制智能装置,而且这种主动控制并不需要很大的能量同时半主动控制悬架系统在没有主动控制时具有被动悬架系统的功能,在控制失效的情况下保证了悬架系统的可靠性。所以半主动悬架具有系统结构相对简单,具有出力大能耗小响应快阻尼力可调和易于控制等优点,在工程和实际应用中有着广阔的前景。磁流变阻尼器是种通过调整磁场强度来达到调节阻尼目的的智能装置,因此,基于磁流变液流变效应的磁流变阻尼器正符合了半悬架系统的要求。目前国外对汽车磁流变阻尼器已进行了很多的研究工作,而我国在磁流变阻尼器的应用属于初步阶段,对磁流变参数变化对减振效果的影响研究涉及较少。把传统的磁流变加上有压电自功能系统在传统的结构上能够在能量方面自给自足，利用反馈原理来进行控制，这样既能增加控制系统的准确性，又能在节能方面表现优异，已逐渐成为阻尼器发展的主要趋势，这次对课题的研究既是对以前这方面研究的完善，也是对更新更好的磁流变液的开发，以及磁流变液阻尼器结构的优化。第章自供能部分结构设计.结构设计的原则自供能部分的核心是利用压电材料的压电效应，利用压电结构将磁流变减振器工作环境的振动能转换为电能，为磁流变减振器供电，压电方式功能比电磁感应有更高的能量收集率，功能通过电能调理结构后也更加稳定，并附带反馈机理，有很好的调节作用。压电能量捕获结构收集能量的能力，即收集的电能能满足磁流变减振器的电能需求自供电磁流变减振器的输出阻尼力需受施加到线圈活塞上的电流控制结构复杂程度不高，易于加工。.压电能量捕获结构型材料基本成分是。，加入少量元素作为掺杂.这配方刚好是在菱面和四方的分界面上,这固溶体为钙钦矿型结构.用来收集外界振动能，为磁流变减振器供电,用底螺栓来将压电能量捕获结构固定在磁流变减振器上，其结构简图如右所示同时使用组并联的压电陶瓷堆来产生电能，以提高输出电能的大小。使用的压电堆由片压电陶瓷薄圆片并联而成，制作过程为首先将压电片按极化方向相对的方式叠加在起，压电片之间用铜箔作为电极在压电片圆环面上镀银，用绝缘的环氧树脂将片压电片粘合成个整体，最后在铜电极上焊接两个细导线作为外部电能输出端。直径为，高，静电容量大约为。外力作用下压电陶瓷发电的等效动力学模型如图所示，动力学方程可表示此时存储于压电陶瓷中的振动机械能为式中为压电陶瓷杨氏模量为压电陶瓷高为压电陶瓷的截面积。在外力作用下压电陶瓷的上下两个表面将产生电荷，对外输出电能，其等效电路模型如图所示。由图可见外力作用下压电陶瓷可以等效为电压源与电容和损耗电阻的串联，然后与输出电阻并联，压电陶瓷输出电能用电压表示。其中压电输出电阻表示电荷输出到电极过程中的泄漏损耗损耗电阻表示压电材料内部的介电损耗。输出电阻值般在兆欧以上，并随着压电陶瓷片的厚度增加而增加，所以般采用实验测量的方法获得而损耗电阻比较小，只有几十欧姆，并且其大小与压电材料自身特性有关。压电陶瓷的电容值与其自身尺寸和材料特性有关，计算公式为根据图所示的等效电学模型，外力作用下压电陶瓷产生的电能可以表示为由能量守恒定理可知外力作用下，存储于压电陶瓷内部的机械能与材料本身的机电耦合系数的乘积等于压电陶瓷输出的电能可得压力作用下压电陶瓷产生的电压同时由于输出电阻远远大于损耗电阻，所以压电陶瓷的实际输出电压可以约等于压电陶瓷的等效电压值，即输出电压与外界作用力的大小成正比，外界振动力越大，输出电能就越大。同时输出电压的大小与压电陶瓷的外形尺寸也有关系，与压电陶瓷的高成正比截面积成反比，因此在设计压电堆结