电流变液阻尼器的动态性能模拟仿真

载 和 不 加 载 电场 ２种 情 况 。当 不 施 加 电压 时 ， 想 的 电 流 变 理 体为牛顿流体 ； 给极板施 加 电场时 ， 当 电流 变 液 体 由于 微 粒
在 没 有 施 加 电场 的情 况 下 ， 电流 变 液 的 剪 切 力 与 剪 切 速 率 成 正 比 ， 似 牛 顿 流 体 ； 在 施 加 外 电 场 作 用 下 ， 于 电 流 近 而 由 变液 介 电微 粒 、 电微 粒 链 的 存 在 ， 流 变 特 性 已 经 发 生 变 导 其 化 ， 学 性 能 已 经 不 同 于 牛 顿 流 体 ， 近 似 Ｂｎｈｍ 流 体 。 力 而 ｉｇａ 其 剪 切 力 的表 达 式 为
第３ ２卷 第 ７期
四 川 兵 工 学 报
２ １ 年 ７月 ０１
【 其他研 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 】
电流 变 液 阻 尼 器 的 动 态 性 能 模 拟 仿 真
谭 锁 奎 宋晓 平 郭 红 燕 纪 一， ， ，
（ ． 国 兵 器科 学研 究 院 宁 波 分 院 ， 江 宁 波 １中 浙
３ 大 连 理 工 大学 ， 宁 大 连 ． 辽
图 ２ 电流 变液 剪 切 强 度 与 剪 切 速 率 的 关 系 剪 切 式 减 振 器 工 作 时 ， 振 器 的 阻 尼 力 可 以通 过 控 制 电 减 流 变 液 体 穿 过 阀 通 道 时 的 压 差 来 获 得 ， 时 的 阻 尼 力 可 有 加 此
图 １ 电 流 变 阻尼 器 结 构
式 为 ＦＲ Ｅ） ＝ （
式 中： 和 ｜ 与电流变液相关的常数。 Ｂ是
ｌ 试 验 方 法
、
图 １为某 剪 切 式 减 振 器 的结 构 图 ， ２为 电 流 变 液 剪 切 图 强度 与剪 切速 率 的关 系 图 。
０
１ ５
３Ｏ
４ ５
６ ０
７５
Ｓ ｅ ｒ ａ ｅ （ ｈ ａ ｔ／ｓ ） ｒ
３ ００ ００
２ ００ ００
式 中 ： 为 电流 变 液 的表 现 黏 度 ； 减 振 器 的 内缸 直 径 ； 。 ｄ为 ｄ
为活塞杆的直径 ； 和 是 与电流变液有关 的参 数 ； 内缸 ｏ ｒ ｈ为
与 活 塞之 间 的 间隙 ； 为 间 隙 的 长 度 ： 活 塞 杆 相 对 内 缸 速 为 度 。从 上 式 可 看 出 ： 尼 力 大 小 由 阻 尼 器 结 构 因 素 的 ｄ 、 、 阻 Ｌ
驾乘员 座 阻 尼 装 置 、 炮 后 座 装 置 等 结 构 的 阻 尼 减 振 火 中 。 。电流变体 的阻尼减振性能与 其阻尼器 的结构 、 激励
频 率 、 加 电场 等 密 切 相 关 ， 文 拟 通 过 Ｍａａ 所 本 ｔｂ软 件 对 减 振 ｌ 器进 行 阻 尼 的仿 真 计 算 ， 分 析 不 同 条 件 下 阻 尼 力 随 环 境 条 来 件变化而变化的规律。
松 赵 红 ，
７０ ４ ； ：０ ９ １
３ ５０ ；． 安 交 通 大 学 ， 安 １ １３２ 西 西
１６ ２ ） １０ ４
摘要 ： 利用 Ｍａａ ｔｂ软件研究 了不 同频率 、 ｌ 不同间隙 、 同直径 和不 同加载 电场 条件下 的电流变 阻尼器 的阻尼力 与位 不 移、 速度等的关系规律 ， 分析 了影 响阻尼器 阻尼力大 小的因素。研究 发现 ， 阻尼器结构 、 动态频 率等是影响 电流变液
成链黏度增加 （ 黏度 随着 电场 的增： 而增大 ） 阻碍 了电流变 ９ 口 ，
液 在 极 板 中的 流 动 ， 形 成 可 控 阻 尼 力 ， 且 阻 尼 力 随 着 电 故 并
压升高而增加 ， 而可 以通 过改 变 电场 强度来 控制 、 从 调节 电
流 变体 的 流 动 阻 力 。剪 切 阀式 电 流 变 体 阻 尼 减 振 器 可 按 下 式 计 算 阻 尼 力
阻尼 器 动 态 性 能 的关 键 因素 。 关键 词 ： 电流 变 液 ； 阻尼 器
中图分类号 ：Ｑ ３ ；Ｂ ８ Ｔ １８ Ｔ ３ ３
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ：０ ６— ７７ ２ １ ）７— １７一 ４ １０ ０ ０ （ ０ １ ０ ０ １ ｏ
， ＝ ＇。 ｖ ７ ｄ
电 流 变体 是 由 纳米 级 的 介 电 、 电微 粒 经 过 一 定 的 预 处 导 理分 散 于 非 导 电基 液 中所 形 成 的 悬 浮 液 。在 外 加 电 场 的作 用下 ， 黏 度 、 切 强 度 、 尼 特 性 会 发 生 快 速 、 续 、 其 剪 阻 连 可 控 的 转 变 。利 用 电 流 变 液 的 此 种 特 性 开 发 的 电 流 变 阻 尼 器
收 稿 日期 ：０ １ ０ ２ ２ １ — ５— ２ 基金 项 目 ： 波市 自然 科 学 基金 资 助 项 目 （００ ６ ０６ ） 宁 ２ １Ａ １ １８ 作 者 简 介 ： 锁 奎 （９ ３ ） 男 ， 士研 究 生 ， 究 员 ， 要从 事材 料学 研 究 。 谭 １６ 一 ， 博 研 主
１８ １
Ｊ ４ ｄ ｈ ｊ ＋ ！ 二
四 川 兵 工 学 报
ｓ ｎ ｉ （ ｇ
ｈｔ：／ ｃ ｇｊｕｓｒ．ｏ ／ ｔ ／ ｓｂ ． ｒ ｖｃｒ ｐ ｏ ｅ ｎ
２ １ １ 活塞 直径 与 阻 尼 力 的 关 系 ．．
＝
２ ｈ
‘
图 ４为 不 同 电 场 时 阻尼 力 与 位 移 、 度 的 关 系 曲 线 ， 速 间 隙为 １ ｍ， 率 为 ２ Ｈ ， 塞 内 径 取 为 １０ｍ 阻 尼 力 最 ５ｍ 频 ｚ活 ０ ｍ， 大为 ３ｔ 。
已成 功地 应 用 于桥 梁 、 通 轻 型 汽 车 悬 挂 系 统 、 动 机 悬 置 、 普 发
＋ＦＲ Ｅ） （
式 中： ，为液体 流动 中所产生 的剪切力或流 动阻力 ； Ｆ 为电 流变液体在 电场作用下的剪切力 ； 。为基 础液 的黏度 ； ｒ 为 叼 ｄ
∞ 柏 ｛ ； ； 函数 ∞ 剪切速率 。电场作用下的剪切力是 电场 强度的 ∞ ， ０ 其表达