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新型磁流变液制动器的设计优化及性能分析
| 论文题名： | 新型磁流变液制动器的设计优化及性能分析 |
| 关键词： | 汽车磁流变液制动器;结构参数;优化设计;温度场分析 |
| 摘要： | 磁流变液制动器是一种可以通过调节电流来控制制动力矩大小的制动器，在制动过程中可实现制动的平稳性和制动力矩的可控性，该种制动器的工作特点非常符合新能源混合动力汽车和无人驾驶的智能化需求，因此引起了广大学者的关注。但是由于磁流变液剪切强度和制动器安装空间的限制，导致磁流变液制动器的制动力矩难以满足汽车制动力矩需求。本文通过改进制动盘结构和选择性能良好的工作介质设计了一种磁流变液制动器并对其结构参数进行了优化设计，通过性能分析得出该制动器满足使用要求，主要研究内容包括: (1)以某小型电动汽车为研究对象，通过分析该车型对制动器的力矩需求和安装空间，对新型磁流变液制动器进行三维结构设计，并根据磁流变液的剪切、流动力学理论通过微积分的思想建立制动力矩模型，然后对制动盘的关键结构参数进行分析，便于后期优化。 (2)根据磁路设计理论对新型磁流变液制动器的磁路进行设计，包括材料的选择及磁流变液的选型。并利用ANSYS软件的磁场分析模块分析磁力线方向、磁场强度和磁感应强度的分布情况以及工作间隙的磁感应强度大小，判断新型磁流变液制动器结构和磁路设计的合理性。 (3)针对新型磁流变液制动器的不足，对关键参数进行多目标遗传算法优化。以制动器的质量函数和制动力矩函数为优化目标函数，采用有限元分析和多目标遗传算法联合的方法进行优化，以MATLAB的MOGA为主控程序，ANSYS的APDL分析程序为辅助，在满足制动力矩要求的前提下，提高制动力矩质量比。 (4)对优化后的新型磁流变液制动器的性能进行分析。根据制动器优化后的结构参数建立制动力矩和制动距离的Simulink模型，运用MATLAB对制动器的制动力矩和制动距离进行仿真分析。运用ANSYS对制动器的不同制动工况进行温度场分析，观察制动过程中温度的变化判断是否满足工作要求。 |
| 作者： | 丁玉滨 |
| 专业： | 机械设计及理论 |
| 导师： | 林文强 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东北大学 |
| 学位年度： | 2019 |
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