（定稿）汽车半主动悬架磁流变减震器的设计及仿真（全套下载）

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《（定稿）汽车半主动悬架磁流变减震器的设计及仿真（全套下载）》修改意见稿

1、“.....并将活塞内部的阻尼通道做如下设计有两条阻尼通道活塞头上端面与活塞套内腔的通路构成了通断状态可变的第条阻尼通道活塞套外壁与工作缸筒内腔壁的间隙构成了常通的第二条阻尼通道，始终连通工作缸有杆腔和工作缸无杆腔。这种减震器的工作过程是在处于压缩行程时，活塞头下移到活塞套内腔底部端面，使得活塞套内腔壁的径向通孔端面的轴向通孔工作缸筒之间之间形成的阻尼通道打开。当处于复原行程时，活塞头上移到活塞套内腔顶部端面，使得活塞套内腔壁径向通孔端面的轴向通孔工作缸筒之间形成的阻尼通道关闭，此阻尼通道状态相对于活塞套外壁与工作缸筒内壁形成的常通阻尼通道关闭，此阻尼通道状态相对于活塞套外壁与工作缸筒内壁形成的常通阻尼通道是随路况的不同而在打开与关闭之间变化的，有助于实现减震要求。静置稳定装置活塞杆活塞套活塞头励磁线圈挡板磁流变液工作缸筒图汽车半主动悬架磁流变阻尼器阻尼通道示意图图活塞头活塞套挡板结构示意图因活塞的特殊设计，故而其活塞头活塞套挡板的尺寸见结构示意图。活塞杆的设计塞杆单独加工而成。与活塞头通过螺纹联接......”。

2、“.....因此活塞杆必须要保持良好的抗压缩抗拉伸的能力，即输出的阻尼力。由于磁路部分在设计上不考虑活塞杆的影响，于是选用钢，保证活塞足够的强度。活塞头上缠绕的励磁线圈导线经过活塞杆盲孔与外部电源相连，该轴向盲孔的直径考虑线圈的大小，单根线圈导线的直径查新编电工实用手册可知为.，因此盲孔直径定为，加工精度不高。活塞杆的直径与缸筒直径比般，本文取为.，因此活塞杆直径为...为了便于轴向盲孔的加工，取活塞杆直径为。由于活塞杆是承重的重要零件，且内部需要加工轴向盲孔，因而必须校核强度是否达到要求。为保证活塞杆的安全性，进行以下强度校核式中为减震器的最大阻尼力，参考般车辆的减震器取车重乘用汽车车重约为.,得。取。为活塞杆有效横截面积，。得.，其中，，求为钢的屈服应力，且资料得。...因而，活塞杆校核后安全。其他零部件的设计防尘套通过活塞杆套在减震器上，起到防尘作用。防止沙砾或灰尘进到减震器上......”。

3、“.....减短减震器使用寿命。因防尘套裸露在空气中，为保证其自身寿命，必须选择耐酸碱耐磨抗拉抗撕裂的材料，因而选取优质氯丁橡胶作为防尘罩材料。导向套在缸筒上端盖口处有带密封圈的导向套，来支撑细长的活塞杆作往复运动，保证活塞杆与缸筒同轴度，二来对活塞杆的运动起到导向作用，此外因导向套材料的特殊还能对活塞组件起到缓冲作用。在材料的选择上，由于在磁路中会产生定的磁漏，因此导向套材料不能导磁。此外，导向套浸泡在磁流变液中的，应该具有耐腐蚀性综合考虑后选择且抗磁耐磨价格低廉易于加工导向套的黄铜。导向套的结构可从结构示意图中表现，结构尺寸，按经验数据确定如下挡板通过螺栓与活塞套连接，与活塞头的下端面形成间隙供磁流变液流过，挡板上间隙也为圆形阻尼通道，受到垂直磁场的作用，能产生磁流变效应。材料与活塞套的材料样。混合模式下，由于减震器活塞与缸体之间的间隙相比于缸体非常小，通过式可知，远大于，因此，此时的减震器阻尼力可以用流动模式下的阻尼力代替。因而......”。

4、“.....为阻尼通道长度，为活塞有效面积，为活塞相对运动速度，为等效宽度，为阻尼通道间隙。式中第项为与速度大小有关的粘滞阻尼力，是阻尼力的不可调节的部分第二项是与磁场有关的库仑阻尼力，是阻尼器的可调节阻力库仑阻尼力与粘滞阻尼力的比值称为阻尼力可调倍数。即本减震器的阻尼力模型本文设计的减震器阻尼通道的结构示意图如图所示，从图中可看出。当减震器处于压缩行程时，磁流变液拥有两条阻尼通道，活塞头上端面与活塞套内腔的通路构成了通断状态可变的第条阻尼通道活塞套外壁与工作缸筒内腔壁的间隙构成了常通的第二条阻尼通道，始终连通工作缸有杆腔和工作缸无杆腔。当减震器处于拉伸状态时，只有第二条阻尼通道。因此对于减震器的阻尼力需要分两种情况进行分析。当处于拉伸状态时，第二条阻尼通道相当于处于混合模式下，故而阻尼力，式中,，，。静置稳定装置活塞杆活塞套活塞头励磁线圈挡板磁流变液工作缸筒图减震器阻尼通道结构示意图当处于压缩状态时，两条阻尼通道均可看作处于混合模式下......”。

5、“.....，，式中。.结构参数对阻尼力的影响在减震器的设计中，剪切屈服应力对减震器的减震性能有着极大的影响，是导致磁流变液产生流变特性的主要原因。从式中可知，阻尼力与剪切屈服应力成正相关，剪切应力增加阻尼力随之增大。而研究表明，剪切屈服应力与磁通密度呈正比关系，即可通过改变控制电流的大小，控制磁场强度，就能改变屈服应力。零场粘度是影响阻尼力的又因素，它由磁流变液本身性质所决定。要增大减震器的阻尼力，除了增大磁场强度及改变磁流变液本身特性外，只能通过改变减震器的结构参数来实现阻尼力的改变。阻尼间隙对减震器阻尼力的影响也较大，间隙的三次方与阻尼力成反比。因此，阻尼间隙稍微改动点点就会使阻尼力大幅度变化。因要想得到更大的阻尼力就应该减小阻尼间隙。然而因为磁流变液特性的影响，间隙过小方面会造成阻滞，即阻尼力非常大，导致减震器太“硬”而起不到减震的效果，另方面阻尼间隙过小从而加大制造的难度。因此不宜取太小，实际设计中般取。活塞直径对减震器阻尼出力有很大影响......”。

6、“.....由式中可得知，活塞直径与可调阻尼倍数成反比，它的直径越大可调阻尼倍数会越小此外直径增大减震器的体积也会增大。活塞的有效长度与减震器的阻尼力成正比，长度增大阻尼力也增大。然而活塞有效长度的增大也会增加减震器的体积。由此可见，减震器阻尼力的调节与结构尺寸之间存在着定的矛盾。对磁流变液结构参数进行优化设计是直观重要的，如何设计减震器，使得可调阻尼力的范围增大，而又能保证活塞有效长度合适，是非常关键的问题。.本章小结本章针对磁流国家仪表功能材料工程研究中心重庆大学等是最先对磁流变液进行研究的科研单位。比如重庆大学的廖昌荣兰文奎余淼等人研究与探讨了磁流变减震器设计的若干问题，对磁流变减震器的研究开发提出了理论指导，此外他们还针对长安微型汽车设计了种汽车磁流变减震器。利用阻尼通道中两种流动模型对磁流变液的影响进行了流动分析，并对减震器进行了性能测试哈尔滨工业大学的高芳欧进萍等人对磁流变减振器做了很多理论上与实际应用上的研究，建立了多种阻尼力模型，并为减震器提出了试验测试方法......”。

7、“.....结合汽车减振器的工作特性要求，完成了流动模式和混合模式磁流变减振器的结构设计，建立了流动模式和混合模式下的数学模型，进行了相关的仿真优化，设计出了实际产品并进行了试验测试研究。言而总之，我国磁流变减振器的设计和研究由于开始地较晚，还停留在理论及试验测试的研究阶段，目前国内绝大多数的研究重心都落在控制方法策略的研究上，且还没有形成完整的设计理论方法，远未达到实际应用的程度。向国际学习先进的技术，缩短国内外在磁流变减振器与汽车悬架系统的技术与研究上的差距，对提高我国汽车技术的创新与自主研发能力具有非常重大的意义。.本文研究的主要内容本课题针对微型汽车的半主动悬架系统，开发设计了款新型滑阀式结构的磁流减震器，并对其进行了外特性的仿真研究。该减震器与已有的磁流变减震器相比，在不增大减震器空间尺寸的前提下，通过改变有效阻尼通道的结构，增加了阻尼通道长度，从而增大了减震器的阻尼出力值，提高了减振性能并对磁流变减震器的磁路结构进行了设计，优化了减震器内部的磁路分布。对该磁流变减震器进行建模......”。

8、“.....考察磁流变减震器的性能。本论文研究内容主要有以下几个方面分析磁流变减震器的工作原理和模式，针对三种不同的工作模式建立了减震器的阻尼力模型，分析减震器主要的结构参数对性能的影响，为减震器的结构设计和磁路设计奠定基础。对减震器进行结构设计和磁路设计。结构设计包括各个零部件的尺寸设计材料选择以及设计时需要注意的各种问题磁路设计主要包括磁芯材料的选择磁路参数的确定以及磁路的结构设计计算。在初步确定了磁流变减震器的每个参数后，对其进行二维图及三维图的绘制。在中对所设计的减震器进行外特性的模拟仿真。本文的创新点通过阅读大量关于汽车减震器的设计资料，如从中国知识网专利之星道客巴巴等上阅读前人所做的研究，设计出了属于自己创新出的减震器。此款减震器有别于传统的减震器条阻尼通道的设计，设计了压缩拉伸行程时不同的阻尼通道，在不增大减震器体积的情况下，能有效抑制复原空程，并能在失电状态下，继续保持定的减震性能。第章磁流变减震器阻尼器力学模型.引言磁流变阻尼器结构参数理想设计的前提就是建立起磁流变减震器的力学模型......”。

9、“.....而设计的有效的控制器，是为达到良好的汽车半主动悬架系统的控制的关键因素之。但是由于磁流变减震器的力学性能受到外加磁场励磁电流激励频率与位移幅值等的影响，流变后的磁流变液的动态本构关系呈现出比较复杂的非线性关系，比如磁滞现象饱和现象。这给建立个准确的减震器阻尼力模型带来了定的困难。因而，有必要基于试验测试结果来建立新的磁流变减震器的的阻尼力学模型。.阻尼力学模型磁流变液的流变特性表现为当没有外加磁场时，磁流变液表现为牛顿流体的特性当有外加磁场存在时，表现出流体特性。流体的流变特性通常可用力与剪切应力的本构方程来描述。本构方程是指在不同物理条件下，通过实验的方法，用应力或应变时间等物理量来描述流体所处的状态，从而得到个应力应变时间的关系。不同的磁性流体表现出的流变特性也就不同。因而，需要采用不同的本构方程对流体特性进行描述。在磁场作用下的塑性流体模型通常采用本构方程进行描述。零电场粘度偏高，悬浮液中基础液体与固体颗粒之间比重相差较大，沉降稳定性差对杂质敏感等等均难以适应减震器需要长期稳定工作的特性......”。