泡沫金属磁流变阻尼器的结构优化及性能测试+CAD图纸(2)
2.1.3 磁流变阻尼器的应用 5
2.2 磁流变减阻尼的工作模式 6
2.3 泡沫金属磁流变阻尼器与传统磁流变液阻尼器比较 7
2.3.1 传统磁流变液阻尼器 7
2.3.2 泡沫金属磁流变阻尼器 9
2.4 泡沫金属磁流变阻尼器的提出 9
3 多孔泡沫金属磁流变液阻尼器的计算及磁场仿真 12
3.1 多孔泡沫金属磁流变液阻尼器的计算 12
3.1.1 原始条件及数据 12
3.1.2 磁阻计算 13
3.2 内部磁场仿真 17
3.2.1 泡沫金属磁流变阻尼器内部结构模型 17
3.2.2 建立ANSYS模型 18
4 优化设计 25
4.1 确定优化三要素 25
4.2 实验设计优化 28
4.2.1 调入目标优化工具，创建项目 28
4.2.2 指定输入参数的变化范围 28
4.2.3 指定优化评定准则，多次试验选出合适的设计点 29
5 优化前后磁场仿真的对比 30
5.1 优化后磁场仿真 30
5.1.1 磁路磁阻计算 30
5.1.2 线圈匝数确定 31
5.1.3 磁场仿真 32
5.1.4 在结构中的安装 35
致谢 38
参考文献 39
1 绪论
随着现代科学技术和生产水平的不断发展，机械结构有向大型化、高速化、复杂化和轻量化发展的趋势，由此而带来的机械结构的振动问题更为突出。机械振动在当今不仅作为基础科学的一个重要分支，而且正走向工程科学发展的道路，在机械、航空、航天、船舶、车辆、建筑及水利等工业技术部门中占有越来越重要的地位[1]。
在振动控制领域，采用减振器对机械设备进行减振防护是工程界研究的重要课题之一。而磁流变液减振器是一种以磁流变液作为其工作介质的新型阻尼可控减振器,因其具有功耗小、响应迅速、可控性强、阻尼力连续可调等优点,近年来在机械、汽车以及土木工程等领域的振动控制方面得到了广泛的应用。
然而常规的磁流变减振器主要用于较低频率、长行程，但对稍高频率振动的减振效率并不理想，这主要是因为环状缝隙较小，磁流变液从一腔流到另一腔需要较长的时间，所以不适于高频振动的控制，并且常规减振器的可控阻尼较小，为使磁流变减振器能够用于稍高频率的振动控制和获得较大的阻尼力，可以采取增加阻尼孔数目的办法。泡沫金属具有多孔且空隙能够达到很小的特点，若使磁流变液通过泡沫金属的孔隙，将会产生很大的阻尼力。另外，泡沫金属具有缓冲吸振的性能，将其与磁流变液减振器结合将产生附加的缓冲吸振效果[2]。
所以，将磁流变液与泡沫金属材料结合的减振器很好地控制了传统磁流变液减震器成本高、寿命短的问题。
1.1 课题研究意义
磁流变减振器是一种以磁流变液作为其工作载体的新型阻尼可调器，因其具有功耗小、响应迅速、可控性强、阻尼力连续可调等优点，近年来在机械、汽车以及土木工程等领域的振动控制方面得到了广泛的应用。然而常规的磁流变减振器主要用于较低频率、长行程，但对于稍高频率振动的减振效率并不理想，这主要是因为环状缝隙较小，磁流变液从一腔流到另一腔需要较长的时间，所以不适于高频振动的控制，并且常规减振器的可控阻尼较小，为使磁流变减振器能够用于稍高频率的振动控制和获得较大的阻尼力，可以采取增加阻尼孔数目的办法。泡沫金属具有多孔且空隙能够达到很小的特点，若使磁流变液通过泡沫金属的孔隙，将会产生很大的阻尼力。另外，泡沫金属具有缓冲吸振的性能，将其与磁流变液减振器结合将产生附加的缓冲吸振效果。就目前国内对该项目研究的学者并不多，国内某大学的部分学者对该类型的减振器进行了研究，并建立了相应的阻尼力模型。所以，将磁流变液与泡沫金属材料结合的减振器将是今后减振器研究的新方向[1]。