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基于多级径向流动模式的磁流变液减振器理论与实验研究
| 论文题名： | 基于多级径向流动模式的磁流变液减振器理论与实验研究 |
| 关键词： | 蛇行运动;油压减振器;磁流变液;径向流动;轨道车辆 |
| 摘要： | 剧烈的蛇行运动影响着列车的稳定性，成为高速列车的一大障碍。利用抗蛇行减振器能有效地拟制转向架的蛇行运动，提高机车的蛇行稳定性。目前轨道车辆使用的抗蛇行减振器绝大多数为筒式油压减振器。传统被动油压减振器的阻尼系数不可调节，只能在特定的条件下工作。在此基础上改进的电磁阀式或电液阀式的半主动油压减振器虽在一定程度上实现了阻尼系数调节，但结构复杂、成本较高。磁流变技术虽然具有巨大的应用前景，但目前仍处于初步探索阶段，传统的基于流动或混合模式的磁流变液减振器存在磁场利用率低、能耗大等问题。 本文旨在针对上述这些问题，结合相应的轨道车辆抗蛇行减振器的技术要求，提出一种新型的旁路式的磁流变液减振器。阻尼调节器主要采用的是多级径向流动模式，能大大增加阻尼通道的有效长度，解决磁场利用率低的问题。具体如下： (1)提出安装抗蛇行减振器的必要性，回顾国内外抗蛇行减振器的发展，针对现有抗蛇行减振器存在的问题，提出本文的研究目的和内容。 (2)针对现有轨道车辆的抗蛇行减振器的技术要求，磁流变液减振器采用旁路式的多级径向流动模式，并对该减振器的工作原理进行了描述，同时完成减振器的工作缸、阻尼调节器的相关设计。 (3)利用动态磁路理论，建立动态磁路模型，最终得到工作间隙的磁感应强度与激励电流强度之间的关系，利用有限元软件进行仿真分析，并通过实验仪器对工作间隙的磁感应强度进行检测，与理论结果进行对比分析。 (4)介绍磁流变液的本构模型，并通过实验对参数进行拟合。完成对工作油缸、高压油管以及阻尼调节器牛顿流体的流体力学分析。利用流体力学理论，推导出基于一般本构模型下的磁流变液非牛顿流体的径向流动的流变学方程，并利用双粘度模型作为特例进行了相应的推导。然后分别利用平均惯性效应法和摄动法对惯性效应进行分析。接着得到磁流变减振器的理论阻尼力的计算方法，并对影响因子进行分析。 (5)为了检测减振器的性能以及验证理论推导的合理性，对本文设计的磁流变液减振器进行了相应的试验研究，其中包括示功特性、速度特性的测试。比较不同条件下的理论阻尼力与试验阻尼力，分析产生误差的主要原因。 (6)总结了本文的主要研究工作以及特色之处，指出了本文需要进一步研究的一些问题。 |
| 作者： | 赵丹侠 |
| 专业： | 仪器科学与技术 |
| 导师： | 廖昌荣 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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