（全套dwg图纸）自供能式磁流变液减震器的结构设计及实验方案设计（含毕业论文）

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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构过程中，需要根据不同的设计目标，选择合适的高度与截面积的比例。.电能调理电路电能调理结构用来将压电能量捕获结构收集的高压交流电能转换成适合磁流变减振器使用的低压直流电能由于压电材料呈现容抗性阻抗，外界振动载荷的频率和大小也是随机变化的，所以压电振动能量捕获结构收集的电能是不稳定的交流电，不能直接加载到磁流变减振器上激励磁流变液。在压电能量捕获结构和磁流变减振器之间需设置个电能调理模块，将压电能量捕获结构产生的不稳定的电转变成适合磁流变减振器使用的低压直流电，电能调理模块内部的等效电路如图.所示。图.电能调理电路电能调理电路包括个直流整流电路个存储电容和个低压整流电路。直流整流电路用来将压电能量捕获结构产生的高压交流电能变成大小不断变化的直流电能存储电容通过充放电功能将直流整流电路输出的电转换成直流稳压电能整流电路用来将存储电容两端的高压直流电转换成适合磁流变减振器使用的低压直流电能，并加载到磁流变减振器上，控制磁流变阻尼器输出不同的阻尼力。通过压电能量捕获结构对存储电容持续充电和电容的不断发电，将压电陶瓷产生的电能传输到减振器上。假设存储电容对外放电时两端电压为，则根据电能守恒定理可知存储电容上的电能为.连接弹簧部分连接弹簧端与弹簧盖相连，弹簧盖与磁流变减振器的活塞杆固定连接，随着活塞杆起往复运动，通过弹簧将外界振动作用力施加到安装在弹簧座的压电能量捕获结构上。第章磁流变液减震器.磁流变液磁流变液的组成磁流变液主要由磁性颗粒基础液和添加剂三部分组成。磁性颗粒般呈球状，直径尺寸在左右，般选择羟基铁粉，羟基铁通过分解而得到，这样可以使生产出的球型微粒不致减少，且效果不错。该微粒性能稳定可以压缩。在外加磁场作用下，磁流变液中的磁性颗粒产生链化作用，是磁流变液产生磁流变效应的核心。根据磁流变效应机理研究结论，磁性颗粒具有以下特点通常磁性颗粒的所用的磁性材料都属于铁钴镍等材料磁性颗粒的材料的饱和磁化为磁性颗粒的形状为球形，直径般为磁性颗粒的体积分数般为。基础液磁流变液中磁性颗粒的载体，其作用是将颗粒均匀地分散在液体中，以使磁流变液在零磁场时，具有牛顿流体的特性，而在外加磁场时又具有粘塑性流体的特性。选择基础液要根据它的流变特性摩擦特性和温度变化时的稳定性，常用的基础液有矿物油硅油合成油和水等。添加剂为改善磁流变液的性能而加入的，如增强磁流变效应的表面活性剂，防止零磁场时颗粒凝聚的分散剂和防止颗粒沉淀的稳定剂。粗分散小体积分数的可通过引入凝胶形成的附加剂，即在铁磁颗粒外表面形成保护性的胶体结构实现稳定化。该结构的强度应能阻止磁性颗粒的沉降和凝聚。此外，该结构的强度也应能承受在外磁场中的可逆触变转变而不致破坏。作为这种稳定剂的个例子可使用包含有超细颗粒的无定形硅粉即硅凝胶。该粉末有个大的表面积。每个颗粒是高度多孔的且包含有可吸收大量液体或蒸汽的孔面积。铁磁分散颗粒在力学上可通过硅凝胶的表面结构来支撑且可均匀分散在载液中。细分散高体积分数左右的可通过引入表面活性剂促使铁磁颗粒形成凝胶的空间结构从而实现稳定化。离子键的表面活性剂如油酸可用来实现团聚稳定。磁流变效应及其特征磁流变效应是指磁流变液在磁场作用下，流体的表观粘度发生了巨大的变化，甚至在磁场强度达到临界值时，流体停止流动而达到固化，并具有定的抗剪切能力，还表现出固体所特有的屈服现象。磁流变效应作为种特殊的物理现象，般具有以下特征外加磁场的作用下，磁流变液的表观粘度可随磁场强度的增大而增大，甚至在种磁场强度下，停止流动或固化，但当外加磁场撤除后，磁流变液又恢复到原始的粘度，即在外加磁场作用下，磁流变液可在液态和固态之间转换。在外加磁场的作用下，磁流变液由液态至固态之间转换是可逆的。在外加磁场作用下，磁流变液的屈服强度随磁场强度的增大而增大，直至固体颗粒达到磁饱和后趋向于稳定值。在外加磁场作用下，磁流变液的表观粘度和屈服应力随磁场强度的变化是连续的和无级的。在外加磁场作用下，磁流变液的表观粘度和屈服强度随磁场强度的变化是可控的，这种控制可以是人控的或自动的。磁流变效应的控制较简单，它只需要应用个极易获得的磁场强度即可，可以利用磁感应线圈通过调整电流大小来控制。磁流变效应对磁场作用的响应十分灵敏，般其响应时间为毫秒级。控制磁流变效应的能量低，即液态和固态间的相互转换，不像物理现象中的相变要吸收或放出大量的能量。磁流变效应的机理外加磁场作用下，磁流流体被磁场磁化使得磁流变液体变稠和产生抗剪屈服现象首先磁流。整个磁流变效应的发生过程是磁场作用下分散相颗粒发生磁极化形成偶极子现象带有偶极矩的颗粒产生定向运动伴随着能耗颗粒在磁力的作用下定向排列颗粒从无序随机状态到有序化成链成束或形成种结构对外呈现明显的磁流变效应即表观粘度增大凝固以及呈现剪切屈服应力。磁流变液颗粒被产生有序化的运动，这种运动从颗粒磁极化开始就产生，直至有序化运动终止，达到相对稳定状态，形成种固定的结构，即这些颗粒在磁场力作用下相互吸引，沿着磁场方向形成链状结构，这过程称之为链化过程。影响磁流变效应的因素外加磁场的磁场强度在没有外加磁场作用时，磁流变液无屈服应力在外加磁场作下，磁流变液具有定的屈服应力，并且屈服应力随外加磁场的增加而增加，这种现象被认为是磁流变效应的主要标志。颗粒的磁饱和强度择高饱和磁化强度的悬浮相可提高屈服应力。当悬浮相微粒磁化饱和后，剪切应力随磁场强度的增大变缓。随悬浮相体积分数的增大，剪切应力虽有较大幅度的增加，但同时会带来零场粘度的增大，屈服应力下降。磁流变液的磁化率固体颗粒的磁化率是影响磁流变液剪切应力的另个重要影响因素，不同的颗粒材料具有不同的磁学特性，其在不同磁场强度下的磁化率也会不同，导致磁流变材料的宏观特性也会不同。颗粒体积百分数固体颗粒的浓度对磁流变效应有明显的影响，随着固体颗粒体积百分率的增大，相同磁场强度和剪应变率所对应的剪切应力也相应增大。实验发现，当体积百分数大于时，磁流变液易出现沉淀，将影响材料的磁流变效应，当体积分数小于时，磁流变液反应效率