筒式磁流變離合器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、磁流變液(MRF)被認(rèn)為是未來(lái)最具前途的智能材料之一。它在無(wú)外加磁場(chǎng)作用時(shí)呈現(xiàn)牛頓流體的流動(dòng)特性，然而在強(qiáng)磁場(chǎng)作用下，其表觀粘度可在毫秒級(jí)的短時(shí)間內(nèi)增加幾個(gè)數(shù)量級(jí)以上，并呈現(xiàn)類(lèi)似固體的力學(xué)性質(zhì)，而且粘度的變化是連續(xù)、可逆的，一旦去掉磁場(chǎng)后，又變成可以流動(dòng)的液體。
　　磁流變液離合器是一種依托于磁流變液材料“固化”特性的機(jī)械裝置，依靠外加磁場(chǎng)作用下磁流變液產(chǎn)生的剪切屈服應(yīng)力來(lái)傳遞扭矩。當(dāng)有一個(gè)外加磁場(chǎng)作用時(shí)，磁流變液中的極性粒子馬上

2、被極化并沿著磁力線(xiàn)方向成鏈狀分布。這種鏈狀結(jié)構(gòu)就使磁流變液的剪切應(yīng)力增大，表現(xiàn)出塑性體的特性，因此離合器就可以傳遞一定的力矩。由于輸出力矩的大小可以通過(guò)調(diào)節(jié)磁場(chǎng)強(qiáng)度的大小來(lái)控制，從而實(shí)現(xiàn)主動(dòng)構(gòu)件與從動(dòng)構(gòu)件的平穩(wěn)接合，因此磁流變液離合器在工程上有著廣闊的應(yīng)用前景。
　　本文研究了磁流變液的流變特性和力學(xué)特性；基于磁流變液的Bingham模型和不可壓縮粘性流體的navior-stokes方程建立了圓盤(pán)式和圓筒式磁流變離合器的轉(zhuǎn)矩傳遞模

3、型，推導(dǎo)出計(jì)算公式，提供了設(shè)計(jì)依據(jù)，分析了設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)輸出轉(zhuǎn)矩的影響;根據(jù)磁路設(shè)計(jì)理論，提出了磁流變離合器磁路設(shè)計(jì)的方法，采用Ansys軟件進(jìn)行了有限元數(shù)值分析，然后不斷改進(jìn)設(shè)計(jì)達(dá)到一個(gè)最優(yōu)結(jié)果，其結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是在連接處增加了導(dǎo)磁環(huán)結(jié)構(gòu)，這個(gè)結(jié)構(gòu)使磁路得到進(jìn)一步優(yōu)化，并且在密封上采用雙層密封的形式，在完成設(shè)計(jì)后進(jìn)行機(jī)械加工，按設(shè)計(jì)要求制作實(shí)物。對(duì)制造出的磁流變液離合器進(jìn)行扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)證明磁流變液基于磁場(chǎng)強(qiáng)度的改變可以傳遞不同的轉(zhuǎn)矩，并對(duì)其