汽车磁流变液压悬置的模态分析和结构优化

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随 着 汽 车工 业 迅 猛发 展 。对 汽 车舒 适 性 能 要求 越来 越高 。悬 置 作 为汽 车 隔振 减 噪 的 重要 装 置 .可有 效提 高 车辆 的隔 振性 能 ，并 且 是 降 低 汽车 振 动 提 高 汽车舒适 性 的重 要装 置 。本 文利 用 ANSYS Workbench对磁流变 液 压悬 置进 行模 态 5-)- ，分析 其 各 阶固有 频 率 、变形特 征 和部 位 ，为磁 流变 液压 悬置 的 材料选 择 、结 构设计 与优 化 提供 理 论依 据 。

1 磁流变液压悬置原理简介磁 流 变 液 压 悬 置 应 用 了 磁 流 变 液(Magnetorheological Fluid，MRF)这 种 新 型智 能 材 料作为 工作 介 质 。在 磁 场作 用 下磁 流变 液变 成可 控 流变 流体 ，产 生 明显 的磁 流变 效 应 (Magnetorheological Effect，MRE)[1-2]。

图 1为磁 流变 液压 悬置 的结 构 简 图。在 通 电工作状 态下 。线 圈通 过外 加 电 流产 生磁 场 ，惯 性通 道 中的磁流 变液 的磁性 颗 粒 被磁 化。从 而 在 流体 内部 形 成有 组织 的链 状 结 构 或柱 状 结 构 。此 时 ，磁 流 变 液 的 黏度 会急 剧 增 大 ，屈 服 应 力 成 倍 增 加 。表 现 为 类 似 于 固体 的性 质 ，而 在 外 加 磁 场 撤 除 时 。流 体 又 恢 复 原 来 的流 动性质 。即在 液态 和 固态之 间进 行快 速 可逆 的转 换 ，且这种转 换 是 在 毫秒 量 级 的 时 间内 完 成 的 。 该 过 程 中 . 磁 流变液 的 黏 度保持连 续 、无 级变 化 。 整 个 转换 过 程 极 快 。

因 此 可 依 据 外界 要求 .快 速地 改变 悬 置 的 图1 磁流变液压悬置结构示意图道动态 特性 ，提 高磁 流变 液 压悬 置的抗 振 减噪 性能 。

理 想 的磁 流 变液 压 悬 置 系统 应 兼有 低频 大 刚 度 、大 阻尼 和高频 小 刚度 、小 阻尼 的特性 .以满足 不 同的工作状 态要 求 。通 过对线 圈 通 电 、断 电 以及 对 电流 大小的控 制 ，改变 惯性 通道 中磁 流变 液 的工作 状 态 ，使 磁流变液 压悬 置达 到理 想 的动 特性要 求 。同时 当磁流 变液在惯 性 通 道 中 的状 态变 化过 程 中 .磁 流 变 液 压悬 置 系统 的模态 阵 型 、模 态频 率等 模态参 数 肯定 会发 生改 变 。

--- 通过 模态 分析 ，研 究磁 流 变液压 悬置 在通 电的工作 状 ' ' ， ， ， l ， ， ， It.， ， ， ' ' ， ， ' ， ' ， ' ' l ， ， ' ' ' ' ， ， ' ' ， l l ， ， ， ' ， ' ， ' ' ' l l ' ， ， ， ， l ， ' ， ， ' ' ， ' l ， - ， ， ' ， ，4 结论本文 介绍 了- 种用 于海 上钻 井 平 台升降 机构 减速箱 的有 限元 建模 与动态 仿 真方法 .前 者 用于 建立 多级混 合 式 行 星传 动 系 统 的 刚-柔 多体 模 型 ，而后 者 则在ADAMS环境 下 完 成 ，仿 真结 果 表 明 ，系 统 的 主要 振 动源 是输 入 、输 出轴上 齿轮 的啮合力 波 动 ，而系 统 主要承载部 件 的静 、动态强 度是 足够 的 。