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混合流动式磁流变阀结构设计与压降性能分析-农业机械学报
2016年 9月 农 业 机 械 学 报 第 47卷 第 9期 doi:10.6041/j.issn.10001298.2016.09.052 混合流动式磁流变阀结构设计与压降性能分析 胡国良 钟 芳 廖明科 龚美慧 (华东交通大学载运工具与装备教育部重点实验室,南昌330013) 摘要:针对目前磁流变阀结构单一且体积大的不足,设计了一种结构紧凑的混合流动式磁流变阀,该磁流变阀阻尼 间隙液流通道由单个轴向圆环流动、单个径向圆盘流动和单个中心小孔流动串联组合而成。阐述了混合流动式磁 流变阀结构及工作原理;分析了励磁线圈作用下有效阻尼间隙处的磁路分布,同时建立了其压降数学模型。采用 有限元法对混合流动式磁流变阀电磁场进行了建模仿真,对阻尼间隙处的磁场强度和剪切屈服应力的分布规律进 行了分析;仿真结果表明轴向圆环阻尼间隙厚度为10mm,径向圆盘阻尼间隙厚度为05mm,加载电流为12A时 磁流变阀压降最大,为3342kPa。对混合流动式磁流变阀压降性能进行了试验测试,具体分析了加载电流以及径 向圆盘阻尼间隙厚度对磁流变阀压降的影响,试验结果表明轴向圆环阻尼间隙厚度为 10mm,径向圆盘阻尼间隙 厚度为05mm,加载电流为 12A时磁流变阀压降最大,为2650kPa,试验结果与仿真结果变化趋势基本一致。 关键词:磁流变阀;混合流动;压降;有限元分析 中图分类号:TH1375 文献标识码:A 文章编号:10001298(2016)09038909 DesignandPressureDropAnalysisofHybridFluidFlow MagnetorheologicalValve HuGuoliang ZhongFang LiaoMingke GongMeihui (KeyLaboratoryofConveyanceandEquipment,MinistryofEducation,EastChinaJiaotongUniversity,Nanchang330013,China) Abstract:Magnetorheological(MR) valveisakind ofsmartcontrolmechanism thatusing magnetorheologcialfluidastheworkingfluid.AcompacthybridfluidflowMRvalvewasdevelopedand prototyped,thefluidflowpathsoftheproposedMRvalvewereconsistedofasingleannularflow channel,asingleradialflowchannelandanorificeflowchannelthroughstructuraldesign.Inorderto investigatethechangesofthemagneticfluxdensityandyieldstressalongthefluidflowpathsunderthe fourdifferentradialresistancegaps,themagneticcircuitdesignandfiniteelementanalysiswerecarried out.Thesimulationresultsshowedthatthisdesignmethodologycanprovidealargerpressuredropof 3342kPaat05mmradialresistancegapand10mmannularresistancegap,whichconstrainedina volumespaceofMRvalvewithanouterdiameterof62mmandoveralllengthof80mm.Meanwhile,the experimentalpressuredropunderthefourdifferentradialresistancegaps
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