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1、第12期機械設(shè)計與制造2012年12月MachineryDesign&Manufacture71文章編號：1001—3997(2012)12—0071—03新型磁流變阻尼器抗沖擊載荷性能分析木黃林黃學(xué)功王炅(南京理工大學(xué)機械工程學(xué)院，南京210094)Anti——Impact——LoadPerformanceAnalysisofNewMRDamperHUANGLin，HUANGXue-gong，WANGJiong(CollegeofMechanicalEngineering，NanjingUniversi
2、tyofScienceandTechnology，Nanjing210094，China)【摘要】針對工程領(lǐng)域中高沖擊載荷作用下的磁流變阻尼器存在流體通道擁堵，軸向磁場單一等問題，設(shè)計了新型的磁流變阻尼器。相比以前阻尼器，新阻尼器整體結(jié)構(gòu)縮小，各級線圈匝數(shù)減少且獨立連接。完成了磁流變阻尼器電磁模型的計算與PID控制算法的仿真分析，并根據(jù)仿真結(jié)果對新舊阻尼器進(jìn)行了比較。結(jié)果表明，新設(shè)計的磁流變阻尼器較之前的阻尼器，能夠產(chǎn)生軸向隨時間變化的磁場，緩解了因磁場增強導(dǎo)致的流體通道擁堵的現(xiàn)象，在相同的沖擊載荷作用下
3、，實現(xiàn)了位移與能耗的同時下降。關(guān)鍵詞：沖擊載荷；磁流變阻尼器；變化磁場；PID控制；比較【Abstract】Accordingtothefluidchannelcongestionandseaxialmagneticfieldproblemsexist—ingontheMRdamperworkedunderthe慟impactload，anewMRdamperisdesigned．Comparedwiththepreviousdamper,thenewdalnperstructureisreduced，a
4、ndeverystagecoilisconnectedindependentlyandthenumberofturnsisless．ecalculationofMRdamper’SelectromagneticmodelandthesimulationanalysisbasedonthePIDcontrolalgorithmarefinished．Thenewandolddampersarecomparedaccordingtothesimulationresults．Theresultsshowthat
5、thenewlydesignedMRdampercangenerateanaxialtimevaryingmagneticfield，alleviatingthechannelcongestionphenomenoncausedbytheincreaseofthem，_neticfield．Workingonthesalll~impactload，itCanreducethedisplacementandtheenerg'yconsumptionsimultaneouslycomparedwiththep
6、riordamper．KeyWords：ImpactLoad；MRDamper；TimeVaryingMagneticField；PIDControlAlgorithm；Compare中圖分類號：TH16文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A1引言會產(chǎn)生擁堵現(xiàn)象，降低了控制的靈活性，不能達(dá)到最優(yōu)的緩沖減振效果，因此迫切需要設(shè)計新型的磁流變阻尼器。磁流變阻尼器是利用磁流變液的可控特性實現(xiàn)阻尼力無級可調(diào)的智能機械動作器件，具有結(jié)構(gòu)簡單、能耗低、提供阻尼力2新型磁流變阻尼器大、阻尼力可調(diào)范圍寬、響應(yīng)速度快【1等特點，通過與計算機技術(shù)2
7、．1新型磁流變阻尼器結(jié)構(gòu)和控制理論相結(jié)合，實現(xiàn)對振動的控制，目前已成功應(yīng)用于建筑、根據(jù)高沖擊載荷的特點，設(shè)計了一種各級線圈獨立連接的橋梁、汽車、機械等減振控制領(lǐng)域。以上應(yīng)用基本都集中在隨機載長行程磁流變阻尼器。結(jié)構(gòu)圖，如圖1所示。荷下的減振，然而對于沖擊條件下減振的研究卻很少，國內(nèi)一些科研人員進(jìn)行了火炮磁流變反后坐裝置的技術(shù)研究，取得了一定的技術(shù)成果。沖擊載荷作用下的磁流變阻尼器的特點是作用行程長、輸出阻尼力大，以實現(xiàn)對傳遞到結(jié)構(gòu)上的沖擊力和位移的控制。目圖1磁流變阻尼器結(jié)構(gòu)圖。前，沖擊載荷作用下的磁流變
8、阻尼器普遍采用的是多級線圈串聯(lián)Fig．1TheStructureofMRDamper的結(jié)構(gòu)形式，這種結(jié)構(gòu)雖然簡單，控制方便，但傳遞到結(jié)構(gòu)上的沖新設(shè)計的磁流變阻尼器采用單桿單缸剪切閥結(jié)構(gòu)，各級線擊力只能得到有效程度的減小，同時帶來位移的增大嗍。阻尼器上圈獨立連接，可分別進(jìn)行控制，較以前設(shè)計的阻尼器，軸向可以產(chǎn)的線圈骨架過長，電磁線圈只能統(tǒng)一控制，無法在時間和軸向上生隨時間變化的磁場。新舊磁流變阻尼器具體結(jié)構(gòu)尺寸，如表1同時控制阻
