新型磁流变减振器磁-流耦合有限元分析
磁流变减振器多场耦合仿真分析_于振环刘顺安张娜李万林
em
—洛伦兹力
T —麦克斯韦应力 I —电流强度
B —磁感应强度 H —磁场强度 在 ADINA-CFD-EM 模式下，E-H 条件可以直 接使用以上公式。 2.3 基于 adina 的流-磁和流-固耦合有限元分析 利用有限元流-磁基本理论解决 MRD 流-磁问 题时应注意： (1) 确定电磁应力求解方法 Adina 软件计算电磁应力有两种解法，即：直 接求解法和时间平均值法。本文需要对减振器整个 周期内进行求解，故磁场应力通过时间平均值法求 解，时间平均值数值方程为：
[46]
，来调节磁
流变液减振器(MRD)阻尼力，从而控制车辆的舒适 性及操控稳定性。磁流变液属性和活塞组件结构以 及电磁线圈匝数决定了阻尼力特性，三者的合理匹 配是保证磁流变液减振器特性的关键。然而，这个 复杂的多场耦合问题理论上尚无解析的数学描述， 现阶段开发仍采用基型参照设计结合试验测试匹配 的技术路线
[ 9 -1 0 ]
了磁流变液的流动模式和剪切模式，与普通 MRD 结构不同在于：为增加减振器阻尼力可调范围，活 塞上侧和下侧增加磁流变液流动缝隙。活塞的孔 径、个数及缝隙大小等参数决定了 MRD 的稳态特 性和过渡特性， 准确分析、 设计并实现期望的 MRD 阻尼力特性是 MRD 研发的关键，也是多场耦合作 用仿真及分析的重点。MRD 结构主要参数为：活 塞材料为 DT 4 、活塞半径 r =33mm 、流动缝隙 =1mm、阻尼通道 l =10mm。
f
—流体应力
于振环等：磁流变减振器多场耦合仿真分析
s —固体应力
n —单位外法线矢量
基于三维磁场有限元分析的磁流变阻尼器(MRD)磁路优化分析
场尚未饱和时 ， 忽略铁心周 围空气中的磁通 ， 认为整个磁
路中的磁通 西是相 同的， 由磁路欧姆定律 ：
， ， ＾ 、
变效应设计的新型结构振动控制装置 ， 因其具有耗能低 、 出力大、 响应速度快、 结构简单 、 阻尼力连续可调 、 方便与 计算机控制结合等优点， 在土木 、 机械、 航空等领域展现出
Ｋｅ ｒ ｓ： Ｄ ；ｍａ ｎ ｔ ； ｉ ｕ ｔｍａ ｎ ｔ ｎ ｉ ｃ ｃ ｇ ｅ ｉ ｆ ｉ ｅｅ ｎ ；ｏ ｔ ｃｉ ｅ ｉ ｍ ｉｇ ｄ ｓｇ ｎ
０ 引言
磁流变阻尼器（ Ｒ ） Ｍ Ｄ 是基于智能材料磁流变液的流
响应 时间等 多项 重 要 的性 能 指 标 。 因此 ， Ｄ必 须 格 ＭＲ
１铁芯材料应选择高磁导率 、 ） 高饱和磁感应强度 、 低 磁滞性 的软磁材料 ， 这样一方面可在磁动势 Ｍ 一定 的前 提下 ， 减小磁阻有利于提高磁感应强度 ， 防止磁路过早磁 饱和 ， 同时可保证当外加励磁 电流撤去后 ， 磁路 中磁场应 很快降为零 。 ２ 应尽量保证阻尼间隙处磁场方 向垂直于磁流变液 ）
ｔａ ｘ ｅ ｔｄ ｉ ｏ ｎ ｎ ｈ ｅ ｓ ｎ ｏ ｈ ｃ ｓａ ａｙ ｅ ． ｈ ｇ ｅｉ ｉ ｕ ｔ ｆＭＲＤ ｓｏ ｔ ｚｎ ｅ ｉ ｅ ａ ｅ ｉ ｔｅ ｒ ｓ ｌ ｆ ｈ ｎ ｅ ｐ ｃｅ ｓｆｕ ｄ ａ ｄ ｔ ｅ ｒ ａ ｏ ｆｗ ｉｈ ｉ ｌｓ ｄ Ｔ ｅｍａ ｎ ｔ ｃｒ ｉ ｏ ｎ ｃ ｃ ｉ ｐｉ ｉ ｇ ｄ ｓｇ ｄ ｂ ｓ ｄ Ｏｌ ｈ ｅ ｕ ｔ ｏ ｍｉ ｎ ｓ ｔ ｅ ｒ ｎ ｌ ｓ ｎ ｇ ｅｉ ｎｔ ｌｍｅ ｔ ｎ ｌ ｓｓ ｔ ｅ ｍａ ｅ ｉ ｅｄ ｏ ａ ｌ ａ ａ ｃ ｓ ｉ ｒｖ ｄ ０ ２ Ｔ ｅ ｒ ｔ ｎ ｌ ｙ ｏ ｇ ｅ ｉ ｈ ｏ ｙ ａ ａｙ ｉ ａ ｄ ｍａ ｎ ｔ ｆ ｉ ｅｅ ｎ ａ ｙ ｉ ，ｈ ｇ ｔ ｆ ｌ ｆｄ ｍｐ ｃ ｅ ｒｎ ｅ ｉ ｍｐ ｏ ｅ ． Ｔ． ｈ ａ ｉ ａ ｉ ｆｍａ ｎ ｔ ｓ ｃｉ ｅ ａ ｎ ｃｉ ｏ ｔ ｃ ｃ ｒ ｕｔｏ ｔ ｚ ｔ ｎ ｉ ｖ ｌ ａｅ ｙ ｅ ｌｔ ｎ ａ ｄ ｅ ｐ ｒ ｎ ａｉ ｎ ｉ ｉ ｐ ｉ ａｉ ｓ ａｉ ｔｄ ｂ ｍｕ ａ ｉ ｎ ｘ ｅｉ ｃ ｍｉ ｏ ｄ ｏ ｍｅ ｔｔ ． ｏ
磁流变减振器的电磁-流体耦合场有限元分析
文章编 号 ：０ １９ ３ （０ ６ ０ － １ ３０ ｉ０ －７ １ ２ ０ ）７ ｌ ７ －３
１ 引 言
由于 磁流变减 振 器 中存 在材 料非 线 性 磁 化 特 性 、
Ｌ ＡＢ的 ｎ ｎｉｅ ｒ ｏ ｌ ａ 求解 方式 。 当电流 为 ２ ０ 时 ， ｎ ．Ａ 电磁 场有 限元分 析 的结果 如 图 １ 所示 。
面 面积 Ａｚ 电磁活 塞外环 面 的面 积 Ａ。 缸筒 的截 面积 ， ， Ａ４ 间隙 为 ｌ ， ｍｍ：
Ａ ｌ— ｒ 一 丌 ｒ ｔ ｒ。 Ａ ３ — ２ ｒｂ ｒ Ｒ ｔ
３ 磁 流 变 液 的 流 变 特 性 分 析 与 简 化
目前 国外 已成功 运用 耦合 场有 限元方 法解 决 了磁 性 液体 的流动 分 析 ， 将 其 用 于化 疗 药 物 的人 体 内定 并 位 投放［ 。本 文针 对耦 合 场有 限元 计 算 的 特点 ， 磁 ： ｝ ］ 对 流变液 的流 变特性 做 了适 当的简 化与 假设 。磁 流变 液
利 用该模 型对磁 流变减 振器 进行分 析 。
Ａ１ 吼 ｒ 活 来自塞 结 构 ｐ
吼 ０
１
２ 磁 流 变 减 振 器 的 电磁 场 有 限 元 分 析
磁流变减 振器 的 电磁 活塞 结构 如 图 １ 示 。在 磁 所
流变减振器的磁路中有 ４ 个非常重要 的面积参数， 包 括线 圈绕线 轴横截 面积 Ａ ， 圈 绕线 轴 在 凸缘处 的柱 线
图 卟
１
ｅ
振器 中同时存 在 着 电磁 场 和 流场 ， 且两 个 场 同时 发 而 生 作用且相互 影 响 ， 合 场有 限元 分 析 的方 法 可 以解 耦 决 这个 问题 。 目前 国外 已经 成功 的将耦 合 场有 限元 方 法应 用 于磁 性液体 （ ｇ ｅｉ ｆ ｉ） ］ｍａ ｎ ｔ ｌ ｄ 的分析上 。本 文 ｃ ｕ 建立 了磁 流变减 振器 的电 磁一 流体 耦 合 场有 限 元模 型 ，
基于磁场有限元分析的磁流变缓冲器结构设计
基于磁场有限元分析的磁流变缓冲器结构设计
侯保林
【期刊名称】《弹道学报》
【年(卷),期】2007(019)003
【摘要】基于磁场有限元分析和Bingham塑性流动模型,对某实验用火炮后坐磁流变缓冲器进行了结构设计.建立了磁流变缓冲器的二维轴对称磁场有限元模型,分析了活塞长度、线圈内直径以及油缸壁厚等参数的变化对间隙中MR流体的磁通密度的影响,确定了一个可以使间隙中MR流体磁通密度达到最大的结构尺寸方案.使用Bingham模型,计算了不同应用电流下磁流变缓冲器的阻尼力-速度关系.进行了火炮后坐动力学计算,计算结果表明,有限元法给出了比解析法更准确的磁场强度解,所设计的磁流变缓冲器满足火炮发射要求.
【总页数】5页(P80-84)
【作者】侯保林
【作者单位】南京理工大学,机械工程学院,南京,210094
【正文语种】中文
【中图分类】TH113
【相关文献】
1.磁流变离合器磁路设计及磁场有限元分析 [J], 张莉洁;卢文涛;马福贵
2.新型磁流变阻尼器设计及磁场有限元分析 [J], 王玲玲;宋爱国;况迎辉;张小瑞
3.基于三维磁场有限元分析的磁流变阻尼器(MRD)磁路优化分析 [J], 张磊;张进秋;
彭志召;毕占东;石志涛
4.起落架磁流变缓冲器磁路设计及有限元分析 [J], 曹国强;李东明;傅莉
5.基于制动性能的盘式磁流变制动器磁场结构设计及优化 [J], 王卓
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浅析磁流变阻尼减震器的工作原理
安徽机电职业技术学院毕业论文浅析磁流变阻尼器工作原理系别专业班级姓名学号2013 ～ 2014 学年第一学期目录摘要 (Ⅰ)第一章绪论 (1)1.1课题背景 (2)1.2磁流变技术的研究与发展 (4)第二章磁流变阻尼器工作原理及结构模式 (7)2.1磁流变阻尼器的工作模式 (7)2.2磁流变阻尼器的基本结构 (7)2.3磁流变减震器的构造及工作原理图 (11)第三章磁流变阻尼器的设计 (13)3.1磁流变阻尼器设计准则 (13)3.2磁流变阻尼器的结构参数的计算 (13)3.3磁流变阻尼器的优化设计 (15)第四章磁流体阻尼器在车辆上的具体应用 (18)4.1磁流变阻尼器在悬架系统中的应用和发展情况 (18)4.2磁流体阻尼器在车辆半主动悬架上的应用 (19)4.3可调磁流体阻尼器的发展 (19)摘要磁流变液（Magnetorheological Fluid简称MRF）是一种智能材料。
在磁场作用下，它能在液态和类固态之间进行快速转化。
同时转化的过程是可控、可逆的。
具有在外加磁场作用下快速可逆地改变流体性能的特点。
磁流变液与过去常用的电流变液相比，具有许多优点: （1）屈服应力更大（2)温度范围宽（3）稳定性好（4）在装置中用量较小，使用装置紧凑、质量更轻（5)安全性高，因而可以广泛应用于航空航天、机械工程、汽车工程、精密加工工程、控制工程等领域。
本文研究了磁流变磁流变液材料的组成、磁流变液效应及其主要特征、磁流变液的主要性能的基础上，在根据阻尼力的要求和机械设计基本理论，确立了磁流变阻尼器的基本结构参数尺寸及主要部件的选用，并以此为基础进行了磁路设计，得出了活塞的磁路结构。
在机械设计基本理论的指导下，计算得出磁流变阻尼器的结构参数尺寸，并应用AutoCAD制图软件，画出了磁流变阻尼器的装配图，分析影响磁流变阻尼器工作性能的主要因素。
本文同时研究了磁流变阻尼器的工作原理，先对磁流变液和磁流变阻尼器的发展及应用趋势及其在汽车悬架控制技术中的应用发展情况进行研究。
浅析磁流变减震器磁流变效应的影响因素
浅析磁流变减震器磁流变效应的影响因素摘要磁流变液属可控流体，是智能材料中研究较为活跃的一支，是可磁化的固体微颗粒在基液中形成的悬浮液，其流变特性可由外加磁场连续控制，在不加磁场时，它表现为牛顿流体；在外加磁场作用下，磁流变液能在1ms内快速、可逆地由流动性良好的牛顿流体转变为高粘度、低流动性的宾汉塑性固体，具有一定的抗剪屈服应力，且其屈服应力随外界磁场的增加而增加。
汽车磁流变减震器是利用磁流变液的流变特性和机械设计方法相结合而设计开发的减震器。
影响磁流变效应的因素主要有磁场强度、磁饱和强度、温度等。
关键词磁流变液；减震器；磁场；影响因素一、磁流变液减振器原理（一）磁流变液及其效应磁流变液是将微米尺寸的磁激化颗粒分散溶于绝缘基液中形成的特定非胶性悬浮液体。
磁流变液效应是指在未加磁场下，磁流变液表现为牛顿流体特性；在外加磁场的作用下，磁流变表现为宾汉流体的特性。
当磁流变液受到强磁场时，其悬浮颗粒被感应极化，彼此间相互作用形成粒子链，并在极短的时间相互作用，由流体变为具有一定剪切屈服应力的粘塑体。
（二）磁流变液流变特此特性及应用（1）磁流变液具有高粘度、低流动性的特点，其表观粘度發生变化的过程是连续的、无级的，是非线性的。
（2）磁流变效应的响应时间为毫秒级，响应过程是可逆的可控的。
（3）磁流变效应所需的能耗低，可以采用低电压，大电流控制磁场强度的强弱，进而控制磁流变效应。
基于磁流变液表现的各种特点，设计开发流体控制阀、阻尼器等磁流变器件，使它更能够满足汽车半主动悬架的减振控制要求。
二、磁流变效应的影响因素（一）外加磁场的磁场强度在没有外加磁场作用时，磁流变液无屈服应力；在外加磁场作用下，磁流变液具有一定的屈服应力，并且屈服应力随外加磁场的增加而增加，这种现场被认为是磁流变效应的主要标志。
（二）颗粒的磁饱和强度提高磁饱和磁他强度可提高屈服应力。
当悬浮相微粒磁化饱和后，剪切应力随磁场强度的增大变缓。
随悬浮相体积分数的增大，剪切应力虽有较大幅度的增加，但同时会带来零场粘度的增大，屈服应力下降。
磁流变制动器电磁装置的有限元分析
析， 这是求 解 电磁场 数 值解 的数 值 计 算方 法 中最 为有
效 、 用最 广 的一种 方法 。 应 在进 行 电磁 场 分析 时 ， 文 用 有 限元 法 求 解 出 了 本
器 … 。其采用 磁 流 变材 料 代替 传 统 机 械 制 动 器 的摩 擦副 ， 由电磁装 置产 生 的可控 磁场 的作用 下 ， 磁流 在 使 变材料 在几 毫秒 内可 以 由流体 状 态 迅 速 变 为 固态 ， 磁
维普资讯
功 能 都件 Ｆｃ Ｉ ｕｉ ｌ ｎ０ ｓ ｌ
磁 流 变 制 动器 电磁 装 置 的有 限 元 分析
熊光洁 张元培 李 宁
（ 京工 商大 学机械 自动化 学院 ， 京 １０ ３ ） 北 北 ００７ 摘 要： 采用 Ａ ＹＳ有 限元 分析 ， ＮＳ 对在 不 同的激励 电流 、 同气 隙间 距和 不 同的 线 圈排布 方式 的条件 下 ， 不 电 磁 装 置生成 的磁 场进 行分析 比较 。 出最佳 的线 圈 组合 方 式 以及最 佳 的激励 电流 和气 隙 间距 ， 得 为磁 流 变 制动器 电磁 装置 的结构 设计 提供 依据 。 关 键词 ： 流 变制动 器 电磁 装置 磁 Ａ Ｓ Ｎ ＹＳ有 限元分 析
Ｌｍ ｉ ｄ Ｅｅ ｅ ｔ ａｙ ｉ ｏ ＲＦ Ｂｒ ｋ ｉ ｔ ｌｍ ｎ ｅ Ａｎ ｌｓｓ ｎ Ｍ ａ ｅ Ｘ Ｏ Ｇ Ｇ ａ ｇ ｅ Ｚ Ｎ ｕ ｎ ｅ，Ｌ ｉｇ Ｉ Ｎ ｕ ｎｊ ， ＨＡ Ｇ Ｙ ａ ｐ ｉ Ｉ ｎ ｉ Ｎ
汽车磁流变减振器的磁路优化设计及分析
汽车磁流变减振器的磁路优化设计及分析古毅【摘要】针对汽车磁流变减震器,利用有限元方法对磁流变减震器进行磁路优化设计和分析,结果认为:磁路设计方法能够合理选择磁路参数,优化后减震器耗能能力达到最大值.【期刊名称】《汽车实用技术》【年(卷),期】2018(000)016【总页数】2页(P51-52)【关键词】磁流变减震器;磁路设计;优化设计【作者】古毅【作者单位】重庆五一高级技工学校,重庆 361000【正文语种】中文【中图分类】U462磁流变材料是一种特殊的智能材料，主要由载液、高磁导率的磁性颗粒和添加剂组成。
其主要特点是：它快速、连续、可逆的响应外加磁场。
汽车磁流变悬架系统就是利用磁流变液体的这种小电流即可产生较大阻尼力的可控特性设计制作，进一步来提高汽车在行驶过程中的安全性和舒适性。
许多学者对该技术理论进行了深入的研究，并在工程领域中得到了广泛的应用。
随着提供电流的增大，磁流变阻尼器的吸能能力相应提高，但这种吸能能力并不是无限提高的。
这是由于磁流变阻尼器的磁路会存在饱和现象，一旦磁路饱和时，即使再增大电流，阻尼器的耗能能力也不会提高。
因此，对于不同的磁流变阻尼器，依据结构特点来优化分析磁饱和特性，从而确定最大输入电流对于磁流变阻尼器的适应性设计具有重要意义。
磁流变阻尼器的阻尼特性直接受制于结构设计是否合理，本文磁饱和分析所采用的是基于传统的活塞结构如图1所示。
通过活塞在缸筒中的运动，使磁流变液受剪切，通过改变磁通大小来改变剪切应力，进而得到阻碍活塞运动方向的一个力。
要获得较大的这种阻尼力，磁流变液需工作在较强的磁场当中，且磁场强度的变化范围要足够大。
因此，磁路的结构设计和计算尤为重要。
这种结构的特点是磁路短，漏磁少，同时由于励磁面积大，有利于热量的耗散，在相同的能耗和体积下，可以获得较大的阻尼。
依据阻尼器的结构特点和工程实际应用要求，对减振器进行磁路设计可以获得整个磁路的总磁阻为：式中，μ——缸筒、活塞材料的磁导率。
基于ANSYS的孔式磁流变减震器的磁路设计及优化
惰性气体 蓄能器
磁 流变液 是 目前 发 展 迅 速 的一 种 新 型 智 能 材 料 ，
其特 性 随磁场 强度 的改 变 而变化 ， 无外 加 磁场 时 ， 液 体
磁流变液
线圈 活塞
与牛顿流体的特性相似 。而当有外加磁场作用时， 磁 流 变液 的粘 度 和屈服 剪切 应力会 随着 磁场 强 度 的增 加
究 及相 关应 用 一 。 本 研究 利 用 Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ有 限元 软件 Ｊ ， 对 自行设计 的
孔式阻尼通道 磁流变液
图 １ 磁 流 变减 震器 的 结构 原 理
缸体 导 磁 环
一
饯 圈
活塞杆
内导磁环 道
孔 式磁 流变 减震 器 中磁 场 分 布 进 行 有 限元 仿 真 分 析 ， 分 析 了磁路 结 构 中各 零件 的相 对导 磁率 和几 何尺 寸对 阻尼通 道磁 场分 布 的影 响 ， 通 过 分 析 得 出一 系列 数 据 并研究 ， 证 实 了磁路 设计 的准 确性 和有 效性 ， 为磁 流 变
２ ０ １ ３年第 １ Ｏ期
Ｄ ＯＩ ： １ ０ ． １ １ ８ ３ ２ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ０ — ４ ８ ５ ８ ． ２ ０ １ ３ ． １ ０ ． ０ ０ ４
液压与 气动
１ ５
基于 Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ的 孔 式 磁 流 变 减 震 器 的磁 路 设 计 及 优 化
目的 。
关键 词 ： 磁 流 变减震 器 ； Ａ Ｎ Ｓ Ｙ Ｓ ； 磁 路优 化 ； 磁 感应 强度
中图分 类号 ： Ｔ Ｈ １ ３ ７ ； Ｖ ２ ２ ６ ． ２ 文献标 志码 ： Ｂ 文章 编 号 ： １ ０ ０ ０ － ４ ８ ５ ８ （ ２ ０ １ ３ ） １ ０ － ０ ０ １ ５ － ０ ４
基于ansys的磁流变阻尼器磁路结构参数研究
磁流变阻尼器是一种基于磁流变效应的智能阻尼器，广泛应用于结构振动控制和车辆悬挂系统中。
ANSYS作为一种强大的有限元分析软件，被广泛应用于磁流变阻尼器的设计和优化中。
基于ANSYS的磁路结构参数研究，可以有效地分析磁流变阻尼器的性能，并为其优化提供依据。
首先，磁路结构参数的研究应该从磁流变阻尼器的基本结构开始。
磁流变阻尼器由电磁线圈、磁芯和阻尼液组成。
其中，磁芯的结构和材料对阻尼器的性能有着至关重要的影响。
因此，在研究中需要对磁芯的结构和材料进行优化设计。
其次，通过ANSYS软件进行模拟分析，可以得到磁流变阻尼器在不同电流和频率下的阻尼特性曲线。
针对这些曲线，可以进一步分析阻尼器的动态响应和稳定性，并对其进行优化。
具体而言，可以通过调整电磁线圈的匝数、线径和电流大小等参数，以及优化磁芯的结构和材料，来改善阻尼器的性能。
最后，研究中还需要考虑磁流变阻尼器的温度效应。
由于磁流变阻尼器在工作过程中会产生热量，因此需要对其进行热分析，并研究温度对阻尼器性能的影响。
在ANSYS中，可以通过热-结构耦合分析来实现对阻尼器的热分析，从而为阻尼器的优化提供更加全面的依据。
综上所述，基于ANSYS的磁路结构参数研究可以有效地提高磁流变阻尼器的性能，并为其在各个领域的应用提供技术支持。
基于三维磁场有限元分析的磁流变阻尼器(MRD)磁路优化分析
基于三维磁场有限元分析的磁流变阻尼器（MRD）磁路优化分析磁流变阻尼器（MRD）是一种利用磁场调节流体阻尼特性来实现振动控制的装置，广泛应用于航空、汽车及建筑等领域。
为了提高 MRD 的性能并减少能耗，设计优化的磁路结构是至关重要的。
本文基于三维磁场有限元分析，对 MRD 的磁路进行了优化分析。
首先，针对 MRD 的结构特点，建立了三维的有限元模型。
模型中包括了活塞、密封垫、工作油液及磁芯等部分，通过磁场有限元分析软件进行仿真计算，得到了 MRD 的磁场分布及流体阻尼特性等参数。
在此基础上，对 MRD 的磁路进行了优化设计。
其次，对 MRD 的磁路结构进行了调整。
通过增大磁芯直径及优化磁芯长度，增加磁芯内部的磁场强度，提高了 MRD 的磁力密度，从而提高了 MRD 在工作时的性能表现。
最后，对优化后的 MRD 进行了仿真测试。
结果表明，优化后的 MRD 在磁场强度及流体阻尼特性上均有了明显的提升，性能表现更加优越，并且在能耗上有所降低。
综合以上分析，本文基于三维磁场有限元分析对 MRD 的磁路进行了优化设计。
通过调整磁路结构，增加磁力密度和优化流体阻尼特性，提高了 MRD 的性能表现和节能效果，具有很高的实用价值和推广意义。
针对磁流变阻尼器（MRD）的磁路优化分析，涉及到多种参数数据的测量和计算。
以下是一些相关数据及其分析：1. 磁芯材料参数：磁导率、饱和磁感应强度、矫顽力等。
这些参数会直接影响磁芯的磁场强度和磁力密度。
2. 磁芯几何形状参数：磁芯直径、长度、截面面积、线圈匝数等。
磁芯的几何形状会直接影响磁场分布和磁力密度等参数。
3. 活塞和密封垫几何形状参数：活塞半径、密封垫长度、弹性模量等。
活塞和密封垫的参数会影响液体流动和磁场力的作用。
4. 工作油液参数：密度、粘度、润滑性等。
油液的参数会影响液体阻尼特性和流动性能等。
5. MRD的性能参数：阻尼系数、磁场强度、运动响应时间、耗能等指标。
这些参数反映了MRD的综合性能表现和节能效果等。
基于流固耦合的磁流变减振器特性分析
第28卷 第1期 河南工学院学报Vol.28 No.1 2020年1月 Journal of Henan Institute of Technology Jan. 2020收稿日期：2019-12-27基金项目：河南省科技攻关项目（182102210034）；河南省高等学校青年骨干教师培养计划项目（2016GGJS-196，2018GCJS172） 第一作者简介：侯锁军（1979―），男，河南辉县人，副教授，博士，主要从事汽车系统动力学及悬架控制研究。
39基于流固耦合的磁流变减振器特性分析侯锁军，赵向阳（河南工学院 车辆与交通工程学院，河南 新乡 453003）摘要：针对磁流变减振器示功特性出现畸形的问题，首先采用Hypermesh 软件建立磁流变减振器的液体模型和固体模型，将模型导入ADIAN 液固耦合软件并建立流固耦合模型，并通过减振器台架示功特性试验验证了流固耦合模型的正确性；采用该流固耦合模型分析了不同速度、不同磁场及不同氮气压力下的内部速度分布和压力分布，通过对不同氮气室压力的减振器内部压力场仿真，合理选择了磁流变减振器内的氮气压力，避免了减振器示功特性出现畸形。
这一磁流变减振器特性分析方法为避免磁流变减振器示功特性出现畸形提供了理论依据。
关键词：流固耦合；磁流变减振器；台架试验；内特性中图分类号：U461.4 文献标识码：A 文章编号：2096–7772(2020)01–0039–07磁流变减振器的内特性是指其内部压力及流速特性等，外特性指减振器的示功特性以及速度特性。
磁流变减振器的性能设计需要工程师对减振器的结构进行反复调整才能获得合理的减振器外特性曲线，因为外特性畸变的减振器必然会影响其与悬架匹配的工作质量，因此合理选择减振器结构参数来避免减振器外特性畸变是减振器设计的重要内容[1]。
有学者对普通减振器外特性的各种畸变及原因做了分析[2]，这对磁流变减振器的设计有一定的参考意义。
基于Maxwell的磁流变阻尼器的磁路有限元分析
尼器件。所能提供的可控力的大小 、 可控力 的动态
可调 节 的范 围 以及 阻尼 器 的响应 时 间是 评价 磁流 变 阻尼器 性能 的 三个 重要 的指 标 。分 析 可 知 ， 它们 与
在活塞轴上的励磁线圈中的电流获得不同强度的磁
磁流变阻尼器的结构参数 ， 特别是磁路 的结构参 数 和性能参数息息相关。因此 ， 在进行磁流变阻尼 器
ｇ ｐ ｏ ｈ ａ ｐ ｇ ｐ ｓ ａ ｅ ｉ ｈｅ ｄ ｓｇ ｒ ｃ ｓ ． ａ ｔｔｅ ｄ ｍ ｍ ａ ｓ ｇ ｎ ｔ ｅ ｉ ｐ ｏ ｅ ｓ ｎ
Ｋ ｅ ｒ ｓ ｖｂ ａｉｎ ａ ｄ ｗａ ｅ ｙ ｗｏ ｄ ： ｉ ｒ ｔ ｎ ｖ ；ＭＲ ａ ｅ ；ｍａ ｎ ｔ ｉ ｕ ｔｄ ｓ ｎ；Ｍａ ｗ ｌ ｏ ｄ ｍｐ ｒ ｇ ｅｉ ｃｒ ｉ ｅ ｉ ｃ ｃ ｇ ｘ ｅｌ
近几年来 ， 磁流变液作为一种新型智能材料已
经为人们所熟知。利用磁流变液的可控特性制作的
磁流 变阻尼器 件 ， 有 结 构 简单 、 能 低 、 具 耗 响应 速 度
流变阻尼器的动力学特性研究。在此基础之上 ， 系 统地介绍 了磁路的材料选择 、 设计计算方法 ， 以及在 设计 时应 该注 意的因素 ， 并且应用 Ｍ ｗ ｌ２ ｘ ｌ ａ ｅ Ｄ软 件， 对所建立模型进行了仿真分析 ， 最后总结提出了
场， 使阻尼通道 中磁流变液的流动特性 （ 粘度等） 发 生变 化 ， 而改 变阻 尼力 的大小 ， 从 实现 阻尼 可调 的 目
新型磁流变阻尼器结构及原理阅读心得
新型磁流变阻尼器结构及原理阅读心得一、摘要本文介绍了一种新型磁流变阻尼器（MRD）的结构和原理，以及其在结构控制与减振方面的优势。
通过引入磁流变液（MRF），实现了阻尼器的力学性能在磁场作用下可控，为振动控制和阻尼提供了新思路。
文章首先概述了磁流变液的基本特性，然后详细阐述了MRD的工作原理、结构设计和性能优化方法。
通过仿真分析和实验验证了该阻尼器的有效性和实用性。
振动控制与阻尼技术在工程领域具有广泛的应用价值，如机器人、汽车、建筑等。
传统的阻尼方法往往存在能耗大、适应性差等问题。
研究新型、高效的阻尼器具有重要意义。
磁流变阻尼器（MRD）作为一种新型的阻尼器，因其优异的力学性能和可控性，在振动控制领域受到了广泛关注。
磁流变液（MRF）是一种智能材料，其力学性能受磁场影响显著。
在无磁场作用下，MRF表现为粘塑性流体；当施加磁场时，其粘度迅速增加，表现出类似固体的性质。
这种性质使得MRF在磁场作用下可实现快速、可逆的力学响应，为阻尼器提供了良好的性能基础。
结构设计：本文提出的MRD主要由磁场发生器、磁流变液、阻尼器结构和连接件组成。
磁场发生器负责产生磁场，磁流变液作为工作介质，阻尼器结构承担承载和传递力的作用，连接件确保各部件之间的稳定连接。
工作原理：当磁场发生器产生磁场时，磁流变液中的磁矩受到磁场力的作用，使其排列方向趋于一致，从而增加体系的粘度。
阻尼器内的阻尼力与振动速度成正比，实现对振动的控制。
通过调整磁场强度，可实现阻尼力在很大范围内连续可调，满足不同振动控制需求。
为了提高MRD的性能，本文对磁流变液的性能优化、阻尼器结构设计和连接件优化等方面进行了深入研究。
通过仿真分析，得到了MRD在磁场强度、阻尼器结构和连接件尺寸等参数变化时的力学性能变化规律，为实际应用提供了重要依据。
为了验证MRD的实际效果，本文进行了实验研究。
实验结果表明，该阻尼器在磁场作用下能够实现对振动的有效控制，且性能优越。
磁流变液阻尼器的磁路有限元分析与优化设计方法
磁流变液阻尼器的磁路有限元分析与优化设计方法瞿伟廉;樊友川【摘要】对磁流变液阻尼器提出了基于磁路有限元分析的优化设计方法.首先运用HT100G型数字特斯拉计对自行研制的2T-MR阻尼器进行现场磁感应强度实测,获取了不同电流工况下阻尼器内外筒间隙处的磁感应强度实测值.然后,运用专业磁场分析软件对2T-MR阻尼器的工作磁路进行了有限元分析,并将试验结果与仿真结果进行了比较.分析结果表明,有限元方法的计算值与实测值非常接近,验证了仿真方法的可靠性.最后,运用该仿真方法对不同材料,不同结构参数的阻尼器进行了优化设计.【期刊名称】《土木工程与管理学报》【年(卷),期】2006(023)003【总页数】4页(P1-4)【关键词】2T-MR阻尼器;磁路仿真;磁感应强度;优化设计【作者】瞿伟廉;樊友川【作者单位】武汉理工大学,道路桥梁与结构工程湖北省重点实验室,湖北,武汉,430070;武汉理工大学,道路桥梁与结构工程湖北省重点实验室,湖北,武汉,430070【正文语种】中文【中图分类】TU317磁流变液(M R)智能阻尼器是一种优秀的半主动控制装置,具有控制力大,可调范围宽,温度适应性强,响应速度快且能耗低等优点.该装置的最大特点是,利用了磁流变液在磁场作用下能在毫秒级的时间内从牛顿流体转变成具有一定屈服强度的粘塑性体的智能特性.它只需要很小的能量输入就能调节和产生较大的阻尼力,克服了主动控制装置费用高、能耗大和装置复杂的缺点,适合在土木工程上应用.目前,在所有基于智能材料的适用于土木结构的减振装置中,M R阻尼器是发展最快和应用前景最广的一种.设计合理的M R阻尼器,减小阻尼器体积,提高阻尼器的可调范围,是充分发挥磁流变液智能特性所要解决的关键问题[1].对于磁路设计的问题,国内外许多学者运用有限元分析软件进行了阻尼器的仿真分析,但是大多数研究仅限于探讨M R阻尼器的最佳工作点即电流与磁路饱和的关系[2～4],很少有关于磁路系统截面对磁路系统效率的影响的研究.1.1 MR阻尼器的磁场实测针对自行研制开发的三段式2T-M R阻尼器进行磁感应强度现场实测(表1).实测所用数字特斯拉计的可调量程为0～200m T～2 T～10 T,分辨力为0.1 m T,0.001 T 和0.01 T,电流源采用0～30 V直流电源.阻尼器在现场实测时不灌入M R液体.试验对两种磁路进行测量,第一种为单独磁芯磁路,另一种为简单装配外筒磁路.工作电流在0.2～2 A之间以0.2 A的增幅变化.测试点选取两边单磁极沿圆周方向的4个点.点与点之间相隔90度(表2).由于磁芯产生的磁场对外筒的作用,导致内筒与外筒会相互吸引而使测量值产生较大误差.为此,在内外筒间隙处打上同样厚度的木桩避免内外筒之间的相互错动,并取4个点的均值作为该间隙处的磁感应强度.1.2 MR阻尼器的磁路有限元分析得到阻尼器磁路物理模型的试验数据后,运用有限元分析软件将其物理模型进行简化,建立有限元模型,采用二维电磁场有限元分析软件进行磁路仿真[5～7].考虑到阻尼器物理模型由其RZ截面旋转得到,而且阻尼器磁路关于R轴对称,故取阻尼器磁路的1/4结构进行建模(图1).对于直流磁场,选择二维静磁场M agnetostatic求解器.材料属性方面:背景材料选择空气,线圈选择铜导线,磁芯和外筒均为非线性材料Q 235钢材,必须事先加以定义,将材料离散的BH数据拟合成BH曲线.边界条件方面:左边界施加偶对称边界条件;由于两组线圈反绕,电流方向相反,故下边界施加奇对称边界条件;右边界和上边界均施加气球边界条件.电流源输入为磁路的安匝数.分析软件以能量误差为目标量,采用自适应网格划分及迭代求解,对较大误差存在的区域进行网格细化得到更高密度的网格,从而生成更精确的解.确定自适应分析的能量误差指标为0.5%,确定最小迭代次数为15次.每次迭代计算时,网格细化率为50%.由表2可见,实测值与仿真计算得到的磁感应强度比较接近,相对误差最大为-15.857%,最小仅为-0.033 3%.且随电流的增长,相对误差较稳定地保持在3%～5%.最佳的仿真点在1 A左右,这与阻尼器最佳工作电流接近.据上可知,有限元方法的仿真效果是比较精确的.在阻尼器磁路设计中,可以借助于电磁场分析软件进行前期的仿真与优化设计,发挥磁路最大的磁通能力而得到最为经济有效的阻尼器磁路设计.2.1 M R阻尼器的整体磁路分析阻尼器以上的磁路仿真是根据试验要求在简单装配下的仿真计算.为了研究阻尼器磁路的磁场分布状态,磁饱和与磁泄漏状况以及优化设计,必须建立阻尼器完全装配的磁路仿真模型.建立计算模型前对磁路的物理模型有如下简化:取阻尼器平衡位置进行仿真计算;忽略磁流变液的流动性能;考虑到磁泄漏问题,磁路范围取至两端活塞处,认为蓄能器部分不受磁场影响;由于磁芯与活塞杆材料相同,将两部分看作整体处理.与上述建模同样步骤,同样定义M R液体的BH曲线,边界条件以及电流源相同,有限元模型如图1.图2显示了电流为1 A时的磁场强度分布情况.从图2中可见,磁芯下部靠近线圈部分磁感应强度最大,可以推测这里可能达到了磁饱和.2.2 磁饱和与磁泄漏如图3所示,通过计算阻尼器的3个代表截面的磁通量来研究其磁泄漏与磁饱和问题.图3中,右侧截面代表通过外缸筒的磁通截面(Y截面),左侧截面代表通过磁芯的磁通截面(C截面),中间截面代表通过磁流变液体的磁极截面(M截面),在0～4 A的范围内计算其磁通量(图4).因为是取对称结构进行计算,所以图4所示的磁流变液体磁极截面为图3模型中的两倍,磁通量也为其两倍.由图4可见,磁芯截面和外缸筒截面的磁通基本相等,而且两者之和与磁流变液截面的磁通也非常接近,说明此阻尼器的磁路非常良好,整个磁路的磁泄漏很小.同时,由图4可见,随着电流的增长,磁芯部分和外缸筒部分的磁通趋于饱和;另外,从2.1节的仿真结果可以看出,磁芯下部靠近线圈部分磁感应强度最大.所以在阻尼器整个磁路中,磁芯部分最先达到磁饱和.为了挖掘剪切阀式阻尼器的更大效能,可以从磁芯部分着手,在现有开发的阻尼器基础上进行仿真优化,使阻尼器在更高的磁通能力上达到饱和.2.3 M R阻尼器磁路的优化设计可以从两个方面对现有的阻尼器的磁路进行仿真优化.其一,从阻尼器的选材方面进行优化;其二,从阻尼器的结构尺寸方面进行优化.2.3.1 M R阻尼器材料优化为了提高磁芯的导磁能力,要求磁芯材料磁导率高,当线圈匝数一定时,通以不大的电流,就能产生较大的磁感应强度.磁流变液阻尼器阻尼通道中的工作磁感应强度一般为0.3～0.9 T,选用磁芯材料时应将最大磁导率作为选择材料的主要依据.要求材料的磁滞回线所包括的面积小,矫顽力低,磁导体中有涡流损失和磁滞损失小,可以选用一些磁导率高、矫顽力低以及磁饱和度高的材料如电工纯铁、硅钢、铁铝合金及软磁铁氧体等[4].2.3.2 M R阻尼器结构优化在原先开发的2T-M R阻尼器的基础上进行结构优化.阻尼器型式仍然沿用剪切阀式,磁路的控制截面对阻尼器导磁能力的影响作如下讨论.a.磁极长度越长,磁通能力越强.在二维空间中用长度来表示截面.令磁极长度为Lm,外缸筒壁厚为Hy,磁芯截面半径为Rc,m=Lm/Rc,k= Hy/Rc,分别在Rc=253 035 404 550mm,m=0.1～2,k=0.1～1时进行仿真计算,以磁芯截面磁通量为目标函数,阻尼器工作电流为0～4 A.b.磁芯截面与外缸筒的仿真.以1 A,Rc=35 mm为例.随着外缸筒筒径增大,即值增大,磁通量不断增大,在k=0.4～1之间时,磁通量接近饱和(磁极长度不变),阻尼器磁通能力受到限制.故在结构设计时,考虑到磁路效率以及材料用量,一般地,k取0.4左右为宜(图5).c.磁芯截面与磁极长度的仿真.显然,磁极长度越长,即m值越大,磁芯截面磁通量越大,阻尼器磁路的磁通能力越强.试验取k=0.4,Rc=40 mm,I=0.5 A,1.0 A,1.5 A,2.0 A,2.5 A,3 A进行仿真计算,讨论m与磁芯截面磁通量的关系.如图6所示,电流越大,磁路的饱和点越小即m值越小,其饱和点基本上在m=Lm/Rc=0.9～1.5.所以在结构设计中,一般地,m取1.0～1.2.d.磁芯截面与磁通量的回归关系.以磁芯截面磁通量为目标函数,取Rc=21～45 mm,每1 mm进行一次仿真,外缸筒与磁极长度按上述讨论分别取k=0.4,m=1.0,磁路分别在1 A,2 A和3 A下工作.由图7可见,得到磁芯截面半径与磁通量的回归关系基本成线性关系.所以,为了得到磁路较大的磁通能力,磁芯截面半径取得较大为宜.考虑到磁芯、磁极和外筒等工作环境以及整个磁路的结构要求,针对不同要求的阻尼器,应该妥善确定磁芯截面半径以发挥阻尼器的最大效能.运用专业电磁场有限元分析软件对2T-MR阻尼器进行了仿真分析以及优化,通过试验方法验证仿真结果的可靠性.a.自行研制的2T-M R阻尼器磁路工作良好,符合初步设计要求.b.运用专业电磁场有限元软件对阻尼器的磁路进行仿真是比较可靠的,通过有限元模型进行磁路计算与设计基本可以代替磁路的物理试验.c.通过仿真分析可以得到阻尼器较为优化的磁路设计.【相关文献】[1]欧进萍.结构振动控制[M].北京:科学出版社, 2003.[2]张红辉,廖昌容,陈伟民.磁流变阻尼器磁路设计与性能的相关性研究[J].仪器仪表学报,2004,(8): 546-550.[3]李忠献,吴林林,徐龙河,等.磁流变阻尼器的构造设计及其阻尼力性能的试验研究[J].地震工程与工程振动,2003,(2):128-132.[4]廖昌容,陈伟民,余淼,等.磁流变阻尼器件设计中若干技术问题探讨[J].功能材料与器件学报, 2001,(12):345-349.[5]刘国强.Ansoft工程电磁场有限元分析[M].北京:电子工业出版社,2005.[6]王蔷,李国定,龚克.电磁场理论基础[M].北京:清华大学出版社,2001.[7]金建铭.电磁场有限元方法[M].西安:西安电子科技大学出版社,2001.。
新型磁流变阻尼器设计及磁场有限元分析
Ａｎ ｉ ｕｅ ｈ ｃ ｕ ｔｅｍ ｇ ｅｉｆｅ ｔ ｎｔ ｅｄｍｐ ｒｔｅ ｅ ｖｎ ｔ ｃｕｅｉｐ ｏｅ ｎ ｓ ｓ ｓ ｄｔ ｃ ｅｋｏ ｔｈ ａｎ ｔ ｌ ｓ ｅ ｇ ｏ ｔ ａ ｅ ， ｎｒｌ ｅ ｔ ｒ ｔｒ ｍ ｒｖｍ ｔ ｏ ｃ ｄ ｒ ｈ ｆｈ ｉ ｈ ｅ ｓｕ ｅ
（ ｃ ｏｌ ｆｎｔ ｍ ｎ ｃｅｃ ｎ ｎ ｉｅｒ ｇＳ ｕｈ ａｔ ｎｖｒｉ ， ａｊ ｇ２ ０ ９ ，ｈｎ ） １ ｈ ｏ ｏ ｓ ｕ ｅ ｔ ｉ ｅａｄＥ ｇｎｅｉ ，ｏ ｔｅｓ Ｕ ｉｅｓｙ Ｎ ｎｉ １ ０ ６ Ｃ ｉａ Ｓ Ｉ ｒ Ｓ ｎ ｎ ｔ ｎ
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ｄ ｓ ｏ ｈ ａ ｐ ｒ ｅｉ ｆｔｅｄ ｅ． ￣ ｍ
Ｋｅ ｒ ： ａ ｅ ｏ ｈｅ ｌ ｇｉａ ； ｐｔｃ ｄ ｓ ａ Ｄａ ｐｅ ； ｎ ｔ ｌ ｍ ｅ ｎａ ｙ ｉ ｙ ｗｏ ｄｓ Ｍ ｇｎ ｔ ｒ ｏ ｏ ｃ ｌ Ｈａ ｉ ｉｐｌ ｙ； ｍ ｒ Ｆｉ ｉｅ ｅｅ ｎｔａ ｌ ｓｓ
建 立。运 用磁 场有 限元分析软件 Ａ ｓｆ对 阻尼 器进行 了磁 场强度检验 并进行 了相应 的结构改进 。仿真 ｎｏ ｌ
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为 了描 述 减 振 器 材 料 的非 线 性 磁 化 特 性 ，可 以 在 Ｃ ＭＯ Ｏ Ｓ Ｌ中创建 函数来 实现 。在线圈的求解域输入 电 流密度 ，对于磁 流变 液则选 用式 （ ）作 为的本构 方 ３
程 ，Ｍ 与 日 之间满足关系式 ： Ｍ ＝ ￣ｃ ｎ （ ） ｃ ｒｔ ａ ａ 通过上式可 以拟合得到 Ｏ和 的具体参数 。 ／ （） ６
ｎ ｔ 和 Ｉｃ ｍ ｒｓｉｌ ｅｉ ｃ ｎ ｏ ｐｅｓ ｅ ｂ
Ｍ
警 警 ：） 警＋ ）
（ １ １ ）
（ ２ １）
Ｎ ｖ ｒ ｔ ｅ 模块建 立 ａｉ ． ｏ ｓ ｅＳ ｋ
磁场 和流场耦合 的 ２ Ｄ
轴 对 称 有 限 元 模 型
将式 （ ）代入式 （ ０ 、（ １ 中 ，得 到 ： ７ １ ） １）
如图 ４所示 。
×（ × 一 Ａ一 ＝ ＾） ０
（） ５
采用续贯耦合法对磁场和 流场进行求解 ］ ，结果 －
式 中：Ａ＝（ ，Ａ ，０ ，其 中 ｒ 方 向的分 量为 零 。 ０ ） 、ｚ
从 图 中磁感应强度及流线 的分布可见 ，多环形活 塞 的各个 齿之间 的磁通密度分布不均 ，从两端 向中部
曰的ｒ 、
一
分量为 、Ｂ Ｂ ，其中
＝ห้องสมุดไป่ตู้
０Ｂ ＝ ，ｚ
）
ｄ
（
（） ７
（） ８
Ｍｒ ｍｔ （ ： ａ 一 ｎ
Ｍ ￣ ａａ ｃ ａ ＝ ｒ ｔｎ
１ 一缸 体 ２ 间隙 卜 矩 形槽 一 ４ 矩 形 齿 ５ 活塞 一 一
￣ ａ
ｏ ＋ ｒ
￣
争 ） 】
（ ９ ）
图 ２ 减振器 的阻尼通道尺寸示 意图
磁流 变液 体所 受 的磁彻 体 力 Ｆ＝Ｘ ・ 日，在 ＩＭ 。
轴对称 ２ Ｄ情况下可 以表示为 ：
Ｍ
２ 磁流 变 减振 器磁 场和 流场 耦 合有 限元 建模
首 先 选 取 Ｃ Ｍ－ Ｏ
Ｓ Ｌ中 的 Ｓａ ｃ、Ｍ ｇ Ｏ ｔｉ ｔ ｓ ａ－
哈 密 顿算
『 ｐ 詈
符 Ｖｘ＋ ｅ ，同 ， ＝击 ｅ ｚ 下 。 ｅ ｙ 啬 ＋
磁感应强度矢量 曰（ 满足高斯磁通定律 ，即： ）
・
Ｉ Ｈｏ ．：
Ｖ Ｖ （ ｕ
Ｖ＝ ｐＦ
（ ４ １）
式 中：卵为动力黏度 Ｐ Ｓ 为 。 向的速度 （ ／ ） ａ・ ， 方 ｍ ｓ， ｐ为磁流变液 的密度（ ｇｍ ） ｋ／ ，Ｆ为磁彻体力（ ／ 。 Ｎ ｍ ） 在求解 域 内输入 磁 流变 液 密 度 Ｐ 的值 以及 、
Ｆ
Ｂ ＝０
（ ２）
曰 与 日 之 间满足下 面的关 系式 ： （ｉ＋ ） ｔ （） ３ 式 中 ：磁导率 为 真空 磁导 率 。（ ／ Ｈ ｍ）与 相对 磁
＝
， 、
的关 系式 。流场 边界 设定 ，入 口输 入 固定 不 变的速度 ，出口的压力为零 。
导率 之乘 积 ， 是磁化强度矢量 。 磁矢势为 ：
Ｂ＝ Ｖ Ａ， ｘ
下：
３ 磁流 变减 振 器磁 场和 流场 耦合 有 限元分 析 文中设 计 要 求 满 足 缝 隙 磁 通 势 占总 磁 通 势 的
（） ４
・ ０ Ａ＝
由于没有垂 直方 向 电流 ，将 模型 简化 为 ２ Ｄ情况
８ ％ 以上 ，磁流变液 的工作区 间在 ０ ３～ ． ０ ． ０ ６Ｂ之间 ， 工作电流不超过 １Ａ，线 圈的理论 匝数 为 ２ １ 。 ５ 匝
图 ３ 减振器 活塞及 阻尼
流场 的相关方程 ：
通道轴对称模 型
磁流变 液 体 流 动 满 足 Ｎｖｒ ｔ ｅ ａｉ － ｏ ｓ方 程 ，在 ｅＳ ｋ Ｃ ＭＯ Ｏ Ｓ Ｌ中描述为 ：
路定理 ，即 ：
ＶｘＨ ：Ｊ
式 中 ：． 电 流 密 度 矢 量 （ ／ ２ ， ，是 Ａ ｍ ）
第 ｌ ９期
祝世兴 等 ：新型磁流 变减 振器磁 一流耦合有 限元分析
・ ７・ ８
的效 果 。对减 振 器输 入 外部 激励 ，磁 流变 液 在 活塞
前后 腔产生压差的作用下流过 阻尼通道 ，由于通 道的 截面积发生变化 ，磁流变液在矩形槽 内产生漩 涡 ，加 快 了其在通道 内能量 消耗和增加了流动 的阻尼力 。
＝
［鲁 ） （ ＋争 （ ＋ 古） 】
Ｍ （ ） 、Ａ ） ， ＋ ｃ 。 】 杀 Ｍ９ ０＋ ［， １
（ ３ １）
（ ３ ，磁 场 分 析 为 图 ） 静磁 问题 ，不 考 虑 空 气 中漏磁 。
磁场的相关方程 ： 磁 场 强度 矢 量 日 （／ Ａ ｍ） 满 足 安 培 环