磁流變液壓伺服閥的驅動機理與實驗研究.pdf

1、磁流變液壓伺服閥包括磁流變流體控制單元和控制主閥。在磁流變流體控制單元中利用兩對電磁線圈對流體施加磁場作用,改變磁流變流體的形態(tài),形成兩個液壓半橋,通過控制磁流變液的粘度,來得到不同的半橋輸出壓力,此壓力作為伺服閥閥芯的驅動力。閥芯在兩端壓力差的作用下將左右移動打開閥芯節(jié)流口,得到期望的流量。
　　 本文針對磁流變液壓伺服閥的驅動機理展開研究,為磁流變液壓伺服閥的研制打下基礎。在研究磁流變液的滯回動力學的基礎上,分析磁流變流體的

2、管道流動,為磁流變節(jié)流閥設計和磁流變流體壓力控制系統(tǒng)開發(fā)的理論基礎。同時根據(jù)磁流變液壓伺服閥的驅動原理,建立磁流變流體壓力控制系統(tǒng)進行實驗研究。研究磁流變流體壓力控制系統(tǒng)的控制電流、液壓半橋輸出壓力、系統(tǒng)流量之間的相互關系。為高頻響大流量的磁流變液壓伺服閥的先導級的研制奠定實踐基礎。
　　 本文分六章,各章的主要研究內容如下:
　　 第1章,概述本課題的研究背景與意義,在綜合高頻響大流量伺服閥的研究現(xiàn)狀的基礎上,提出了本

3、課題的主要研究內容及研究過程中的特色以及創(chuàng)新點。
　　 第2章,研究了磁流變流體的管道流動?？偨Y了磁流變流體的本構模型和動力學模型,并進行了比較和分析?；诜峭贡緲嬆Ｐ蛯Υ帕髯兞黧w的圓管層流、平板層流、平板剪切流動進行了分析。并與現(xiàn)有基于Bingham本構模型和Herschel-Bulkley本構模型的分析進行了比較,指出了非凸本構模型在磁流變流體管道流動分析時展現(xiàn)的優(yōu)點。基于非凸本構模型的管道流動分析深入解析了磁流變流體的管道

4、流動。
　　 第3章,設計了磁流變節(jié)流閥。首先討論了磁流變節(jié)流閥設計中涉及的主要問題。在分析實驗用磁流變液性質的基礎上,對磁流變節(jié)流元件的基本尺寸進行了設計。最后完成磁流變節(jié)流閥1、2的具體結構、尺寸和公差設計,形成了完整的技術圖紙。磁流變節(jié)流閥有別于傳統(tǒng)的液壓控制閥,可通過調節(jié)控制電流調節(jié)閥的節(jié)流阻力和通過的流量。
　　 第4章,設計及加工了磁流變流體壓力控制系統(tǒng)實驗臺架。討論了磁流變液壓伺服閥的工作原理和磁流變流體壓

5、力控制系統(tǒng)的工作原理。在此基礎上擬定了磁流變壓力控制系統(tǒng)原理圖。完成了系統(tǒng)元件的選型和采購。最后對實驗臺架進行了結構設計。磁流變流體壓力控制系統(tǒng)與傳統(tǒng)的液壓系統(tǒng)的最大區(qū)別是以磁流變流體作為系統(tǒng)的工作介質?？赏ㄟ^調節(jié)施加與磁流變節(jié)流閥的控制電流來調節(jié)系統(tǒng)的輸出壓力。
　　 第5章,磁流變流體壓力控制系統(tǒng)的實驗研究。搭建了基于LabVIEW的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。進行了系統(tǒng)輸出壓力與控制電流、系統(tǒng)流量與控制電流的關系的實驗研究。測量了系統(tǒng)在

6、動態(tài)時的壓力變化曲線。在現(xiàn)有實驗結果和臺架的基礎上提出了實驗的改進方案。磁流變流體壓力控制系統(tǒng)的實驗結果將是磁流變液壓伺服閥研制的實踐基礎和根據(jù)。磁流變流體壓力控制系統(tǒng)在動態(tài)差動調節(jié)時具有較大的輸出壓力和較快的響應,在進一步的改進和研究后可將其應用到磁流變伺服閥的閥芯驅動與控制上。
　　 第6章,總結了本文的研究工作,展望了本課題中需要進一步改進的不足之處。
　　 本文通過理論與實驗研究相結合的研究方法,深入研究了磁流變