智能汽車(chē)風(fēng)扇離合器的分析與設(shè)計(jì).pdf

1、磁流變液(MR fluids)和形狀記憶合金(SMAs)是新型智能材料。磁流變液是將微米尺寸的磁極化顆粒分散溶于絕緣載液中形成的具有可控流變行為的特定非膠性懸浮液體,其流變特性隨外加磁場(chǎng)變化而變化。在外加磁場(chǎng)作用下,其流體結(jié)構(gòu)和性能會(huì)在幾個(gè)毫秒內(nèi)迅速變化,表觀粘度系數(shù)增加兩個(gè)數(shù)量級(jí)以上,會(huì)變成類似“固體”的狀態(tài),一旦去掉磁場(chǎng)后,磁流變液又表現(xiàn)出類似牛頓流體的行為。形狀記憶合金是一種具有形狀記憶效應(yīng)和超彈性特性的材料。形狀記憶合金在外力作

2、用下發(fā)生殘余變形后,在溫度作用下又會(huì)發(fā)生逆變形,使材料恢復(fù)原狀,在恢復(fù)原狀的過(guò)程中,形狀記憶合金若受到約束就會(huì)產(chǎn)生很大的回復(fù)力,可以用它對(duì)外做功,制成智能驅(qū)動(dòng)器。
　　基于磁流變液的流變特性和形狀記憶合金的形狀記憶效應(yīng),結(jié)合機(jī)械設(shè)計(jì)的方法,建立了智能汽車(chē)風(fēng)扇離合器的設(shè)計(jì)計(jì)算模型;分析了形狀記憶合金驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)力大小及其輸出行程與溫度的關(guān)系;得出了幾何尺寸的設(shè)計(jì)計(jì)算公式并對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。論文的主要研究工作如下:
　　1)介

3、紹了磁流變液的組成、磁流變液效應(yīng)、磁流變液的主要性能和研究現(xiàn)狀以及形狀記憶合金的研究現(xiàn)狀、形狀記憶效應(yīng)和形狀記憶合金的力學(xué)性能。
　　2)基于Navier-Stokes方程和Bingham模型,結(jié)合智能汽車(chē)風(fēng)扇離合器的工作原理,研究了磁流變液在離合器中的流動(dòng),建立了流動(dòng)方程;得出了傳遞轉(zhuǎn)矩與屈服應(yīng)力、工作圓盤(pán)半徑、工作間隙之間的關(guān)系式;得到了輸出轉(zhuǎn)速的表達(dá)式。
　　3)分析了形狀記憶驅(qū)動(dòng)器的原理和設(shè)計(jì)方法,建立了驅(qū)動(dòng)力大小及

4、輸出行程與溫度等參數(shù)之間的關(guān)系式。
　　4)根據(jù)離合器傳遞轉(zhuǎn)矩的要求,確定了離合器的基本結(jié)構(gòu)參數(shù),以此為基礎(chǔ)進(jìn)行了磁路設(shè)計(jì),得出了工作圓盤(pán)半徑尺寸,同時(shí)分析了傳遞轉(zhuǎn)矩和輸出轉(zhuǎn)速與溫度之間的關(guān)系。
　　5)利用ANSYS軟件對(duì)智能汽車(chē)風(fēng)扇離合器進(jìn)行了磁回路仿真分析,利用仿真結(jié)果對(duì)離合器性能進(jìn)行了分析。
　　6)建立了智能汽車(chē)風(fēng)扇離合器的特性實(shí)驗(yàn)方案。
　　本文的創(chuàng)新之處在于:
　　1)建立了磁流變液傳遞的轉(zhuǎn)矩