摘要：针对磁流变阀通过改变内部结构提高压降而导致阀体积增大、内部通道易阻塞的问题,在不改变普通单线圈径向流磁流变阀内部基本结构及外观尺寸的基础上,对单线圈径向流磁流变阀压降与压降可调系数进行了多目标优化,设计了一种带有隔磁套筒的单线圈径向流磁流变阀,并阐述了其工作原理,基于Bingham模型推导了其压降数学模型。采用有限元法建立了磁流变阀二维仿真模型,观察径向圆盘阻尼间隙处磁感应强度分布规律,建立约束条件,分析了磁流变阀关键部件尺寸对剪切屈服应力与压降等相关性能的影响。运用ANSYS零阶和一阶优化工具对磁流变阀进行几何尺寸参数优化,并对优化前后磁流变阀有效阻尼间隙处的平均磁感应强度,以及进出口压降进行仿真对比分析。在磁流变阀动态性能测试平台上,对优化前后磁流变阀压降性能进行实验测试对比,实验结果表明,当励磁电流为1.8A时,优化前磁流变阀压降为1.84MPa,优化后磁流变阀压降为2.58MPa,增加了40.22%;优化前磁流变阀压降可调系数为7.94,优化后压降可调系数为10.07,增加了26.83%;不同负载对磁流变阀压降效果影响不大。

摘要：设计了一种蚊香盘式液流通道磁流变阀,其液流通道主要由2个牛顿流体圆管流、1个牛顿流体圆环流、2个非牛顿流体圆盘流和2个非牛顿流体螺旋流共同组成。分析了磁流变阀的工作原理及结构,推导了其压降数学模型。采用有限元法对磁流变阀的电磁场进行建模仿真,并分析了压降变化规律,仿真结果表明,加载电流为2.0 A时,压降达5.58 MPa。搭建了磁流变阀性能测试实验台,对不同外加电流和不同模拟负载下的压降性能进行实验测试,结果表明,当加载电流为2.0 A时,压降可达5.1 MPa,较之传统的径向流磁流变阀压降性能提升明显。不同流量下的响应性能实验结果表明,所设计的磁流变阀响应速度快,上升阶段响应时间小于下降阶段响应时间。

摘要：设计了径向流动式和圆环流动式2种不同液流通道结构的磁流变阀,并分别对其工作原理进行了阐述;推导了径向流和圆环流磁流变阀的压降数学模型。采用有限元法(FEM)分别对径向流和圆环流磁流变阀的电磁场进行了建模仿真,在结构参数和磁场参数相等的情况下分析了径向流和圆环流2种液流通道结构的磁流变阀压降变化规律。搭建了磁流变阀压降性能试验台,对不同加载电流及不同模拟负载下的径向流和圆环流磁路变阀的压降性能进行了试验分析。仿真和试验结果均表明同样结构参数和磁场参数下的径向流磁流变阀产生的压降大于圆环流磁流变阀产生的压降。

摘要：提出一种径向流磁流变阀,阐述了其工作原理,同时分析了磁路.基于磁流变液本构模型推导阀的输出压降与各尺寸参数之间的数学关系式,建立线圈功耗、磁流变液响应和电磁回路响应的计算模型.在COMSOL仿真软件中进行多物理场仿真分析,得到磁流变阀内部磁场特性及磁性流体流动的动态历程.利用COMSOL软件FEM生成磁场数据,提出单隐层前馈神经网络(feedforward neural network,FNN)以预测磁流变阀磁感应强度的经验模型.采用实验设计(design of experiment,DoE)技术进行相关性分析,筛选出待优化的结构参数.搭建结构参数优化平台,开展基于FNN模型和多目标遗传算法(multi-objective genetic algorithm,MOGA)的多目标优化求解,得出最优结构参数集合,并对优化前后磁流变阀4个随电流变化的性能指标进行数值仿真.以磁流变阀压降和动态响应时间作为评价指标,搭建磁流变阀性能测试平台.结果表明,当施加电流为2.0 A时,优化前后磁流变阀压降提升了近2倍,压降可调系数提升24.40%,对应的上升响应时间效率提升了6.12%,下降响应时间效率提升了5.61%.

摘要：磁流变阀是一种以磁流变液为工作介质的智能控制器件,其进出口压差可调且响应速度快的特点使其在减振抗震系统中具有广泛的应用前景。设计了一种典型的阻尼间隙为圆环流动式的圆环流磁流变阀,对其工作原理进行了阐述,同时推导了圆环流磁流变阀的压降数学模型。采用有限元法(FEM)和计算流体力学法(CFD)分别对圆环流磁流变阀的电磁场和流场进行了建模仿真,分析了不同电流下磁流变阀压降变化规律,仿真结果表明圆环流磁流变阀的压降随着加载电流的增大而增大,并且逐渐趋于饱和;同时采用FEM方法得到的最大压降为948 k Pa,采用CFD方法得到的最大压降为1 079 k Pa。搭建了圆环流磁流变阀压降性能试验台,对不同电流及不同负载下的磁流变阀压降性能进行了试验分析,并与仿真结果进行了对比,结果表明试验压降变化趋势与两种仿真方法得出的压降变化基本相符,试验测试得到的最大压降为662 k Pa。同时,试验结果表明外加负载对圆环流磁流变阀压降大小变化基本无影响。

摘要：针对典型径向流磁流变阀电源能耗过大的问题,使用不同软磁材料对阀芯进行分割式组合,提出并设计导磁型径向流磁流变阀结构。由于软磁材料的导磁性能不同,将软磁材料进行排列组合,从而使得阀芯处的磁能损耗降低,同时诱导磁场进入环形轴向间隙内,增加磁场对磁流变液的作用面积。采用拉格朗日乘子法结合拟牛顿法,对阀体基本结构进行优化设计,并且利用Maxwell对优化后的导磁型径向流磁流变阀进行仿真,仿真结果与理论结果接近,充分证明优化结果的可靠性。实验结果表明:导磁型径向流磁流变阀的电源能耗比典型径向流磁流变阀降低33.3%,并且在最大压降值为1.8 MPa时,体积减少37.7%。

摘要：阐述了磁流变流体的磁流变特性及其Bingham模型,依据磁流变流体在磁场作用下的可逆、可控特性设计了磁流变阀。采用ANSYS有限元分析软件对设计的磁流变阀3种结构模型进行了磁场分析。研究磁流变阀的结构与磁流变流体的磁感应强度和磁流变阀性能的关系。分析结果表明:根据磁力线分布和磁感应强度大小合理设计磁流变阀结构,可使磁流变流体在相同外加电流条件下获得更高磁感应强度,提高磁流变阀的性能。

摘要：针对传统磁流变阀流道间隙固定,可控性能差等问题,设计了一种新型流道间隙可调式磁流变阀。采用Ansoft Maxwell电磁场仿真软件对其进行了电磁场仿真,得到了磁感线分布规律以及磁感应强度随路径的变化规律。建立了阀口压降数学模型,并对其进行计算分析,得出了磁流变阀的流量、控制电流、阻尼间隙等参数与压降之间的定量关系。结果表明,当励磁电流为1.5 A、径向流道间隙为0.5 mm时,总压降可达最大值7095 kPa;磁流变阀总压降与电流和流量成正相关,与径向间隙成负相关。研究成果可以为磁流变阀的设计提供一定的理论参考。

摘要：就采煤液压支架液压控制系统现存问题,用磁流变阀取代电磁阀作为主阀的先导阀,对原有系统进行了改进,设计了基于CAN总线和磁流变阀的新系统磁流变阀本身的特点使得后续系统控制硬件电路设计简单,同时也提高了主阀响应速度,消除了噪声。将CAN总线应用于液压支架电液控制系统,实现了各液压支架控制器之间的通信和上位机对其的远程监控。体现了基于磁流变阀和CAN总线液压支架控制系统的一些优越性,为液压支架控制系统的设计开创了一种新思路。

摘要：阐述了磁流变液的流变特性,分析了磁流变阀的结构及其性能影响因素.依据磁流变液的流变特性,设计了一种工作间隙中置的磁流变阀,并对其性能特性进行了研究.研究表明:磁流变液、磁场、磁流变阀的材料和结构是磁流变阀性能的主要影响因素.在电流一定的条件下,工作间隙中置的磁流变阀可使其工作间隙内的磁流变液产生较高的屈服应力,可有效提高磁流变阀的性能.