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磁流变弹性体的制备及其在汽车减振应用中的仿真分析和实验研究

作　者: 曹宽宽
导　师: 邓益民
学　校: 宁波大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 磁流变弹性体等效刚度等效阻尼汽车减振加速度传感器
分类号: TB381
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 142次
引　用: 3次
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内容摘要

磁流变弹性体作为一种智能材料,其力学、电磁学等多方面性能具有可控性、可逆性、响应迅速等特征,在阻尼、减振、降噪等领域具有广阔的应用前景。但由于这种材料相对较新,其各方面的独特性能和应用尚有待进一步研究和开发。目前的大多数车辆中的减振系统主要都是由弹性元件和刚性元件组成,其特性参数一般是固定的,因此不能随着运行情况和路面状况的变化而进行减振效果的自适应调节。为此有必要寻找一种新的方法替代现有的汽车减振系统,提高驾乘的实时舒适性。本论文正是基于这两方面的现状和背景,开展磁流变弹性体应用于汽车减振方面的研究,通过自行设计、制备不同配比的磁流变弹性体,并对其进行静动态力学性能测试,从而选择出性能优良的磁流变弹性体作为进一步研究之所需。根据振动理论和汽车悬架减振系统结构特征,作适当简化后建立起基于磁流变弹性体的1/4汽车减振系统模型,然后根据磁流变弹性体的动态力学性能曲线计算出其在汽车减振系统中的等效刚度和等效阻尼,运用仿真软件对减振效果进行计算机分析。在此基础上,设计制作出基于磁流变弹性体的汽车减振系统实验装置,测试减振前后两个振动加速度传感器的电压信号,通过对比实验分析磁流变弹性体在何种情况下减振效果最好。通过实验和仿真数据分析比较,得出影响磁流变弹性体减振性能的几个主要参数,并分析了这些参数变化时,减振效果的变化趋势。最后对实验和仿真进行总结,探讨了磁流变弹性体在汽车减振应用研究中未来的重点方向和改进策略,分析了磁流变弹性体在汽车减振中应用的可行性及其它潜在的应用领域。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-18
  1.1 课题的背景和意义  9-10
  1.2 电磁流变材料的概况  10-12
    1.2.1 电磁流变液  10
    1.2.2 铁磁流体  10-11
    1.2.3 磁流变弹性体  11-12
  1.3 汽车振动概述  12-16
    1.3.1 国外关于汽车振动控制的研究现状  13-15
    1.3.2 国内关于汽车振动控制的研究现状  15-16
  1.4 本文的研究内容  16-18
2 磁流变弹性体的制备和性能测试  18-32
  2.1 磁流变弹性体的制备  18-23
    2.1.1 磁流变弹性体的基本制备方法  18-19
    2.1.2 磁流变弹性体的基本制备工艺  19-20
    2.1.3 本实验室磁流变弹性体的制备  20-23
  2.2 磁流变弹性体的性能测试  23-31
    2.2.1 磁流变弹性体性能测试的方法和设备  23-25
    2.2.2 本实验室制备的磁流变弹性体的性能曲线分析  25-31
  2.3 本章小结  31-32
3 基于磁流变弹性体的汽车减振系统的仿真分析  32-48
  3.1 随机信号激励下的汽车减振系统的仿真分析  32-42
    3.1.1 汽车振动系统模型  32-34
    3.1.2 典型参数下汽车的振动输出  34-37
    3.1.3 基于磁流变弹性体的汽车减振系统模型  37-42
  3.2 周期信号激励下的基于磁流变弹性体的汽车减振系统的仿真分析  42-47
    3.2.1 周期信号下的汽车受迫振动分析  42-45
    3.2.2 周期信号下的基于磁流变弹性体的汽车减振系统模型  45-47
  3.3 本章小结  47-48
4 汽车减振系统的实验装置设计开发  48-68
  4.1 汽车减振系统的实验装置的机械系统设计  48-50
  4.2 汽车减振系统的实验装置的控制系统设计  50-66
    4.2.1 控制系统的硬件设计  50-61
    4.2.2 控制系统的软件设计  61-66
  4.3 本章小结  66-68
5 汽车减振系统装置的实验效果分析  68-79
  5.1 汽车减振系统装置的实验设计和测量  68-77
  5.2 实验和仿真对比小结  77-78
  5.3 本章小结  78-79
6 结论与展望  79-81
  6.1 结论  79-80
  6.2 展望  80-81
参考文献  81-85
在学研究成果  85-86
致谢  86

磁流变弹性体的制备及其在汽车减振应用中的仿真分析和实验研究

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