本文關(guān)鍵詞：新型電流變阻尼器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及抗沖擊特性研究

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【摘要】：實(shí)際所處的生產(chǎn)生活中,許多工程機(jī)械結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)都存在著沖擊載荷,其瞬時(shí)短暫的作用時(shí)間和巨大的作用力,極易引起工程設(shè)備的振動(dòng),疲勞甚至破壞,從而降低工程設(shè)備的使用壽命。解決好因振動(dòng)沖擊載荷引起的種種問(wèn)題意義重大。高性能電流變液作為一種新型智能材料,它能夠在施加電場(chǎng)作用下,發(fā)生表觀粘度的變化,這種轉(zhuǎn)變過(guò)程耗時(shí)短,功耗小。因此,利用電流變液體這一特性設(shè)計(jì)的電流變阻尼器可以成為沖擊緩沖的理想設(shè)備,這種器件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、阻尼力可控、具有良好機(jī)電耦合特性。在研究中,提出將電流變阻尼器應(yīng)用于沖擊緩沖裝置中,并對(duì)此進(jìn)行了相應(yīng)研究工作。(1)在分析原有電流變阻尼器在試驗(yàn)中產(chǎn)生種種問(wèn)題的基礎(chǔ)上以及分析阻尼器受力情況下,設(shè)計(jì)了一種新型長(zhǎng)行程固定極板式電流變阻尼器,完成了基于Bingham粘彈模型的力學(xué)公式推導(dǎo)。完成新型電流變阻尼器關(guān)鍵構(gòu)件的尺寸參數(shù)確定以及關(guān)鍵部件材料的選擇。(2)分析驗(yàn)證了新型電流變阻尼器沖擊緩沖系統(tǒng)的非線性、穩(wěn)定性和可控性,并依據(jù)火炮后坐過(guò)程提出平臺(tái)效應(yīng)作為系統(tǒng)控制目標(biāo),基于Simulink環(huán)境以固定電壓控制、PID控制、二維模糊控制為核心分別建立緩沖系統(tǒng)的控制模型,并進(jìn)行了仿真分析。(3)基于新型電流變阻尼器搭建了dSAPCE實(shí)時(shí)仿真系統(tǒng)的沖擊試驗(yàn)平臺(tái),利用沖擊試驗(yàn)臺(tái)架模擬產(chǎn)生沖擊載荷,分別采用固定電壓控制、PID控制和二維模糊控制三種控制加載方式對(duì)緩沖系統(tǒng)進(jìn)行快速原型控制,從試驗(yàn)角度分析新型電流變阻尼器的沖擊緩沖減振效果,結(jié)果表明二維模糊控制具有最佳減振控制效果,與仿真結(jié)果一致。
【關(guān)鍵詞】：新型電流變阻尼器 沖擊載荷 緩沖控制算法 沖擊試驗(yàn)臺(tái)架 模糊控制
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TB535
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 1 緒論7-17
• 1.1 電流變液及電流變技術(shù)簡(jiǎn)介7-11
• 1.1.1 電流變液及電流變效應(yīng)7-8
• 1.1.2 電流變液性能及其評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)8-11
• 1.2 電流變阻尼器及其它器件研究現(xiàn)狀11-14
• 1.3 電流變阻尼器技術(shù)應(yīng)用于沖擊條件下課題背景及研究意義14-15
• 1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容15-17
• 2 新型電流變阻尼器力學(xué)模型推導(dǎo)及其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)17-37
• 2.1 長(zhǎng)行程固定極板式電流變阻尼器設(shè)計(jì)思想及設(shè)計(jì)要點(diǎn)17-20
• 2.1.1 電流變阻尼器設(shè)計(jì)思想及要求17
• 2.1.2 電流變阻尼器沖擊緩沖系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)17-18
• 2.1.3 電流變阻尼器設(shè)計(jì)要點(diǎn)及電流變液的選取18-20
• 2.2 長(zhǎng)行程固定極板式電流變阻尼器的工作原理20-22
• 2.3 長(zhǎng)行程固定極板式電流變阻尼器的力學(xué)模型推導(dǎo)22-29
• 2.4 長(zhǎng)行程固定極板式電流變阻尼器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)29-37
• 2.4.1 新型電流變阻尼器可調(diào)系數(shù)分析30-32
• 2.4.2 電流變阻尼器重要元件材料的選取及其強(qiáng)度較核32-37
• 3 新型電流變阻尼器沖擊緩沖系統(tǒng)分析37-40
• 3.1 電流變阻尼器沖擊緩沖系統(tǒng)非線性分析37-38
• 3.2 電流變阻尼器沖擊緩沖系統(tǒng)穩(wěn)定性分析38-39
• 3.3 電流變阻尼器沖擊緩沖系統(tǒng)可控性分析39-40
• 4 新型電流變阻尼器沖擊緩沖系統(tǒng)控制算法仿真研究40-57
• 4.1 新型電流變阻尼器沖擊緩沖系統(tǒng)控制目標(biāo)設(shè)定40
• 4.2 新型電流變阻尼器沖擊緩沖系統(tǒng)控制算法仿真研究40-55
• 4.2.1 固定電壓下電場(chǎng)控制策略仿真41-46
• 4.2.2 PID/PI控制策略仿真46-50
• 4.2.3 模糊控制策略仿真50-55
• 4.3 三種控制算法仿真比較55-57
• 5 新型電流變阻尼器緩沖系統(tǒng)dSPACE實(shí)現(xiàn)及沖擊試驗(yàn)57-84
• 5.1 沖擊試驗(yàn)?zāi)康募皼_擊試驗(yàn)平臺(tái)的搭建57-62
• 5.1.1 沖擊試驗(yàn)?zāi)康?/span>57
• 5.1.2 沖擊試驗(yàn)平臺(tái)的搭建57-62
• 5.2 dSPACE半實(shí)物仿真系統(tǒng)簡(jiǎn)介62-65
• 5.2.1 dSPACE半實(shí)物仿真系統(tǒng)概述62
• 5.2.2 dSPACE開(kāi)發(fā)流程62-64
• 5.2.3 基于Simulink和dSPACE平臺(tái)電流變阻尼器控制系統(tǒng)方案設(shè)定64-65
• 5.3 沖擊試驗(yàn)步驟65
• 5.4 沖擊試驗(yàn)內(nèi)容及結(jié)果分析65-79
• 5.5 四種控制加載方式分析及總結(jié)79-84
• 5.5.1 固定電壓加載方式阻尼力分析比較79-80
• 5.5.2 四種控制加載方式分析80-82
• 5.5.3 四種控制加載方式總結(jié)82-84
• 6 總結(jié)和展望84-86
• 6.1 總結(jié)84
• 6.2 展望84-86
• 致謝86-87
• 參考文獻(xiàn)87-90
• 附錄90

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