電熱形狀記憶合金與磁流變液復(fù)合傳動(dòng)的分析與設(shè)計(jì).pdf

1、現(xiàn)有研究的磁流變傳動(dòng)裝置在工作過(guò)程中由于受勵(lì)磁線圈電功率損耗、主從動(dòng)器件間高剪切作用以及軸承摩擦發(fā)熱等因素的影響，將導(dǎo)致磁流變傳動(dòng)裝置處于環(huán)境溫度不斷升高的工作狀態(tài)，從而造成磁流變效應(yīng)下降、剪切力變化不可控甚至傳動(dòng)效率下降等問(wèn)題。因此，本文基于磁流變液的流變特性和電熱形狀記憶合金的驅(qū)動(dòng)特性，提出了一種電熱形狀記憶合金與磁流變液復(fù)合傳動(dòng)方法，利用電熱形狀記憶合金彈簧感溫驅(qū)動(dòng)摩擦塊與外圓筒壁貼合產(chǎn)生摩擦力矩，有效補(bǔ)償了高溫環(huán)境下磁流變液損失

2、的傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩。通過(guò)利用機(jī)械設(shè)計(jì)方法和電磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)仿真技術(shù)，進(jìn)行相關(guān)傳動(dòng)機(jī)理、傳動(dòng)性能分析、傳動(dòng)器件設(shè)計(jì)以及相關(guān)試驗(yàn)測(cè)試方法的研究，為開發(fā)傳遞轉(zhuǎn)矩大、調(diào)速范圍廣、運(yùn)行可靠高效且對(duì)工況溫度不敏感的智能傳動(dòng)裝置提供了理論基礎(chǔ)。論文的主要研究工作如下：
　　1）介紹了磁流變液的主要材料性能、制備方法以及磁流變傳動(dòng)技術(shù)的研究現(xiàn)狀，分析了磁流變液在外加磁場(chǎng)作用下的鏈化機(jī)理和流變特性，研究了環(huán)境溫度變化對(duì)磁流變液黏度、屈服應(yīng)力、熱膨脹特性以及剪切應(yīng)

3、力的影響。
　　2）介紹了電熱形狀記憶合金驅(qū)動(dòng)技術(shù)的作用原理和國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀，分析了偏動(dòng)式形狀記憶合金驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)方法和輸出特性，推導(dǎo)了電熱形狀記憶合金彈簧的時(shí)間響應(yīng)方程。
　　3）分析了電熱形狀記憶合金與磁流變液復(fù)合傳動(dòng)裝置的工作原理，分別推導(dǎo)了電熱形狀記憶合金彈簧輔助傳力方程和圓盤式磁流變傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩方程，建立了復(fù)合傳動(dòng)裝置的傳遞轉(zhuǎn)矩與外加電流、磁場(chǎng)強(qiáng)度、材料屬性、旋轉(zhuǎn)速度以及結(jié)構(gòu)尺寸等參數(shù)之間的關(guān)系。
　　4）根據(jù)復(fù)

4、合傳動(dòng)的傳遞原理和傳力方程，設(shè)計(jì)了磁流變液傳動(dòng)部分和電熱形狀記憶合金驅(qū)動(dòng)摩擦塊輔助傳力部分的關(guān)鍵幾何尺寸；結(jié)合磁路設(shè)計(jì)方法，對(duì)線圈內(nèi)置與外置式復(fù)合傳動(dòng)裝置的磁場(chǎng)分布狀況進(jìn)行了仿真對(duì)比分析，從而明確了勵(lì)磁線圈位置、工作間隙厚度以及主從動(dòng)器件材料等與磁感應(yīng)強(qiáng)度的關(guān)系。
　　5）建立了不同電流下形狀記憶合金彈簧的電熱驅(qū)動(dòng)性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了電熱形狀記憶合金彈簧產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力與外加電流及溫度之間的關(guān)系，并且得到了電熱形狀記憶合金彈簧的時(shí)間響應(yīng)