永磁變長度磁流變液與摩擦復合軟著陸裝置的研究與設(shè)計.pdf

1、傳統(tǒng)磁流變制動器利用通電線圈充當磁源產(chǎn)生磁場激發(fā)磁流變效應從而達到制動效果，受特殊因素（如斷電、高溫等）影響，會使得制動效率降低甚至失效。本課題設(shè)計一種永磁式磁流變制動器，利用永磁體充當磁源產(chǎn)生磁場激發(fā)磁流變效應實現(xiàn)制動，改善了傳統(tǒng)磁流變制動器的工作環(huán)境，實現(xiàn)無功率損耗；物體下落過程中，隨工作腔沿軸向移動長度的改變，工作腔內(nèi)的磁場發(fā)生改變，磁流變液產(chǎn)生的制動力矩逐步增大，緩解著陸時帶來的剛性沖擊，實現(xiàn)軟著陸；同時引入摩擦制動，通過調(diào)節(jié)彈

2、簧伸長量改變摩擦盤之間的間距，使物體著陸高度可調(diào)。
　　基于磁流變液特殊的流變特性以及永磁體自身特殊磁性，研究了磁流變液的組成與特性，對比傳統(tǒng)電磁式磁流變器件性能，得出永磁式磁流變器件受工況影響小、同時無功率損耗的優(yōu)點。研究分析了磁流變液智能材料的三大組成部分、磁流變液的傳動機理與磁流變效應原理，為后期建立力學模型打下基礎(chǔ)。分析了磁流變液三種不同工作模式，最終確立了永磁圓筒式磁流變制動器的結(jié)構(gòu)形式，并在此基礎(chǔ)之上研究了該模型的數(shù)學

3、模型，建立了制動力矩方程。
　　針對本課題運用永磁體充當磁源，制動距離可調(diào)的設(shè)計要求，在已有模型基礎(chǔ)上，運用機械設(shè)計方法得出合理的機械結(jié)構(gòu)與磁路結(jié)構(gòu)。運用ANSYS對模型進行仿真分析，分析結(jié)果表明：在誤差允許范圍內(nèi)，本設(shè)計結(jié)構(gòu)參數(shù)與磁場設(shè)計合理。進而對影響裝置磁場的可能因素，如磁極間距、磁極角、工作腔厚度等進行分析，得出可以改善磁場的方案。對磁流變液傳遞轉(zhuǎn)矩進行分析，結(jié)果表明：受物體下落影響，隨工作腔沿軸向移動長度的增加，工作腔內(nèi)

4、的磁場發(fā)生改變，產(chǎn)生的制動力矩逐漸增大，下落過程中，物體先加速后減速，最終靜止，整個過程并無剛性沖擊，證明軟著陸設(shè)計合理。對物體下落狀態(tài)進行仿真分析，得出結(jié)論：通過改變彈簧伸長量，調(diào)節(jié)摩擦盤之間的距離，實現(xiàn)物體著陸高度可調(diào)。
　　通過理論值與實驗值對比分析，表明：在誤差允許范圍內(nèi)，實驗值與理論值呈現(xiàn)出一致的趨勢；隨物體下落，磁流變液工作磁場發(fā)生改變，產(chǎn)生制動力矩逐步增強，物體下落過程無剛性沖擊，實現(xiàn)軟著陸；同時，受彈簧伸長量影響，