磁流變液（Magnetorheological Fluid）是一種新型的智能材料。在外加磁場的作用下,自由流動的液體隨著磁場強(qiáng)度的增加能在毫秒間從液態(tài)變?yōu)榘牍虘B(tài),且變化過程是可逆的。磁流變阻尼器（MRD）是利用在外加磁場的作用下,磁流變液能快速發(fā)生可逆流變而研發(fā)的一種智能阻尼器。其具有能耗低、響應(yīng)速度快以及阻尼力連續(xù)可調(diào)等優(yōu)點(diǎn),是結(jié)構(gòu)減振中理想的阻尼構(gòu)件。在MR阻尼器工作時,其存在著磁場、流體力場以及熱傳導(dǎo),因此本文建立了磁-力-熱多物理場模型,并提出了基于MR阻尼器物理模型的半主動控制算法。全文主要內(nèi)容包括:（1）在MR阻尼器中,電流變化時產(chǎn)生的磁場在各個鋼材質(zhì)部件中分布極不均勻,以往研究多采用有限元來模擬MR阻尼器中的磁場變化。鑒于有限元法計(jì)算耗時等缺點(diǎn),本文提出了一種基于分布參數(shù)法的動態(tài)磁場模型,通過將磁路中各個鋼材質(zhì)部件分層,從而有效地減小磁場分布不均勻所帶來的誤差。對于各個分層部件中的磁場,建立一個由等效電感、電阻和電源所組成的電路系統(tǒng)。該模型求解高效,結(jié)果直觀易于理解。采用文獻(xiàn)中的流體力學(xué)模型,此流體力學(xué)模型同樣采用分布參數(shù)法,且易于與磁場和傳熱相耦合,可更全面地反映阻尼器... 

【文章來源】：西安建筑科技大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

技術(shù)路線圖

西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文72MR阻尼器磁-力耦合的分布參數(shù)模型2.1引言在MR阻尼器中，電流的變化會產(chǎn)生變化的磁場，進(jìn)而在鋼材質(zhì)部件中產(chǎn)生渦流。對MR阻尼器的磁場研究中，現(xiàn)有磁路模型往往假設(shè)MR阻尼器內(nèi)部的磁通量是均勻的，但實(shí)際上由于集膚效應(yīng)，磁通量在MR阻尼器內(nèi)部分布極不均勻，通常是越靠近導(dǎo)體表面，磁通量越大�？紤]到集膚效應(yīng)影響，本章基于分布參數(shù)法，建立了MR阻尼器的磁場模型。最后，通過剪切應(yīng)力和磁感應(yīng)強(qiáng)度的關(guān)系，將基于分布參數(shù)法的磁場模型和文獻(xiàn)中的流體力學(xué)模型進(jìn)行耦合。通常，分布參數(shù)法適用于幾何結(jié)構(gòu)規(guī)整的物理問題，因?yàn)槠湮锢砹浚ㄈ绱怕分械拇磐浚┑姆植己蛡鲗?dǎo)比較明確，易于推導(dǎo)等效電路。2.2MR阻尼器磁場的分布參數(shù)模型2.2.1磁場的分布參數(shù)模型MR阻尼器內(nèi)部主要是由勵磁線圈、磁流變液、缸筒和活塞組成，其中鋼材質(zhì)部件具有較好的導(dǎo)磁性。鑒于一般MR阻尼器是軸對稱結(jié)構(gòu)，這里選取如圖2.1所示的MR阻尼器對稱結(jié)構(gòu)為研究對象，它是由活塞芯、活塞桿、缸體和間隙所組成，同時將對稱結(jié)構(gòu)中鋼材質(zhì)部件分成、、和四個區(qū)域，為了建立分布參數(shù)模型，對磁場模型中各個區(qū)域進(jìn)行分層處理。圖2.1MR阻尼器的磁場模型根據(jù)圖2.1，如果分層數(shù)()足夠大，四個區(qū)域中每一層單元的面積就非常小，所以各個區(qū)域中每一層單元可以近似看成矩形來進(jìn)行簡化計(jì)算，故各區(qū)域中幾何尺寸關(guān)系可表示為

西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文9其中，[]表示區(qū)域中第塊的外徑，[]表示表示區(qū)域中第塊的內(nèi)徑，[]表示區(qū)域中第塊的厚度，[]表示區(qū)域中第塊的長度，=,,,，1表示區(qū)域?qū)挾龋硎揪�圈長度，表示線圈寬度，2表示缸體寬度，表示間隙寬度，表示區(qū)域、的有效寬度，表示分層數(shù)，表示區(qū)域與橫軸夾角，為區(qū)域與橫軸夾角。2.2.2磁場模型的等效電路根據(jù)磁通的連續(xù)性以及磁路的對稱性，并考慮到磁路和電路的相似性，在磁場中線圈產(chǎn)生的磁動勢相當(dāng)于電路中的電源，渦流相當(dāng)于電感，磁阻相當(dāng)于電阻，故磁場模型可以等效成如圖2.2所示的等效電路[51]。等效電路是由電感、電阻和電源所組成，而每個區(qū)域和每一層之間的等效電路是并聯(lián)關(guān)系。因?yàn)榇帕髯円旱碾妼?dǎo)率較小，變化的磁場在液體內(nèi)部產(chǎn)生渦流可以忽略，故間隙處只需考慮空氣的磁阻即可，而在等效電路中間隙被等效為純電阻，沒有電感，同時定義間隙為區(qū)域。圖2.2磁場模型的等效電路在磁場分析中，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律和歐姆定律，輸入電流由式(2-6)求得，為

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3617180