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自供能汽车减振器的结构设计与实验分析
| 论文题名： | 自供能汽车减振器的结构设计与实验分析 |
| 关键词： | 自供能;汽车减振器;压电俘能器;电流变弹性体;结构设计 |
| 摘要： | 随着时代的发展，人们对汽车乘坐舒适性等方面的要求越来越高。作为汽车悬架的核心零部件，减振器主要的作用就是衰减由路面冲击导致的振动，因此设计制造减振性能优良的减振器是汽车设计的一个重点。作为智能汽车的一个分支，电动汽车具有广阔的应用前景，但能耗问题制约了其发展，解决能源问题也是汽车设计时必须考虑的。基于此，本文提出一种自供能汽车减振器的结构设计，利用压电材料的压电转换特性，在汽车行驶时从减振器的振动中俘获能量，并反馈至电流变弹性体减振器上，使其能够根据具体的行驶工况而调节减振性能，提高乘坐舒适性。本论文主要的研究工作如下: 1、总结了压电能量采集装置的研究现状、电流变材料的发展历程以及电流变弹性体材料的研究动态，对目前电流变减振器和自供能减振器的相关研究进行了简单的介绍。 2、设计了两种可集成在汽车减振器上的压电俘能装置，并建立相应的数学模型进行仿真分析，分析结果显示两种俘能装置都可以根据不同的行驶工况俘获并输出不同的电压信号。经过对比，选择了基于永磁铁的压电俘能装置进行实验，实验结果表明可以实现从减振器的振动中俘获能量的目的，与仿真结果基本吻合。 3、参考相关文献和课题组其他人员的研究，制备了电流变弹性体材料，利用微型万能试验机得到了弹性体在不同电场下的力与压缩位移之间的曲线关系。 4、设计试制了自供能汽车减振器模型，分别在无电场、加载压电俘能装置输出的电场以及加载1000V稳定电场这三种条件下进行了减振实验，通过实验数据得出以下结论:在这三种条件下，减振器都有良好的减振性能;其中在稳定电场下减振器的减振性能最好，加载俘获电场条件下次之，无电场条件下最差，这也说明了加载电场的变化会使电流变弹性体减振器的减振效果也发生变化，两者成正比。实验证明利用压电材料电控调节电流变弹性体的阻尼是可行的，本次实验设计的减振器验证了自供能减振的可行性。 |
| 作者： | 黄维彬 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 杜荣华;魏克湘 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长沙理工大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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