《基于磁流变智能弹簧的汽车主动减振悬架系统的应用技术研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于磁流变智能弹簧的汽车主动减振悬架系统的应用技术研究（55页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、基于磁流变变智能弹弹簧的汽汽车主动动减振悬悬架系统统的应用用技术研研究Reseaarchh onn thhe aappllicaatioon ttechhnollogyy off auutommobiile acttivee viibraatioon cconttroll suuspeensiion sysstemm bassed on maggnettorhheollogiicall inntellliggentt spprinng 湘潭大学土土木工程程与力学学学院 游世辉(按国家自自然科学学基金项项目申请请书编写写）2摘 要要磁流变材料料主要包包括磁流流变液、磁磁流变泡泡沫和磁磁流变弹弹性
2、体等等，基于于磁流变变技术，可可以开发发出磁流流变阻尼尼器和磁磁流变智智能弹簧簧等器件件。一般般的主动动振动控控制系统统应可以以实时调调控刚度度、阻尼尼和高度度（位移移或车辆辆动态姿姿态），而而目前的的汽车减减振悬架架系统的的研究主主要集中中在基于于调整阻阻尼的磁磁流变阻阻尼器的的半主动动悬架系系统。为为此，本项目目希望发发展一种种基于磁磁流变技技术、集成智智能弹簧簧和阻尼尼器、可实时时调控刚刚度、阻阻尼和高高度的汽汽车主动动减振悬悬架系统统。本项项目主要要研究：1）磁流变变智能弹弹簧的多多学科设设计与优优化，基基于磁流流变智能能弹簧的的汽车主主动减振振悬架系系统的集集成设计计。2）基于磁磁流
3、变智智能弹簧簧的汽车车主动减减振悬架架系统的的动力学学模型及及动态性性能匹配配设计。3）基于磁流变智能弹簧的汽车主动减振悬架系统的移频控制理论，以及集成磁流变智能弹簧与磁流变阻尼器的汽车主动减振悬架系统的混合移频控制和调控阻尼的主动控制策略。4）磁流变智能弹簧和汽车主动减振悬架系统的实验和应用技术。 AbsstraactMagneetorrheoologgicaal mmateeriaals maiinlyy inncluude maggnettorhheollogiicall flluidds, maggnettorhheollogiicall fooamss annd mmagnnetoo
4、rheeoloogiccal elaastoomerrs, bassed on maggnettorhheollogiicall teechnnoloogy, annd tthe devvicee suuch as thee maagneetorrheoologgicaal ddampper andd thhe mmagnnetoorheeoloogiccal inttellligeent sprringg caan bbe ddeveelopped. Thhe ggeneerall acctivve vvibrratiion conntrool ssysttem shoouldd coont
5、rrol reaal-ttimee sttifffnesss, dammpinng aand heiightt (ddispplaccemeent), bbut thee suuspeensiion sysstemm off auutommobiile aree maainlly cconccenttratted in thee seemi-acttivee suuspeensiion sysstemm addjusstinng ddamppingg baasedd onn maagneetorrheoologgicaal ddampper. Thhereeforre, we hoppe tt
6、o ddeveelopp ann acctivve vvibrratiion conntrool ssusppenssionn syysteem oof aadjuustiing stiiffnnesss, ddamppingg annd tthe heiightt off thhe aautoomobbilee innteggratted maggnettorhheollogiicall inntellliggentt spprinng aand dammperr. TThe proojecct mmainnly stuudiees：1) mulltiddisccipllinaary des
7、signn annd ooptiimizzatiion of thee maagneetorrheoologgicaal iinteelliigennt sspriing, annd tthe inttegrrateed ddesiign of acttivee suuspeensiion sysstemm off auutommobiile bassed on maggnettorhheollogiicall inntellliggentt spprinng. 2) thee dyynammic moddel andd thhe mmatcchinng ddesiign of thee dy
8、ynammic perrforrmannce of acttivee suuspeensiion sysstemm off auutommobiile bassed on maggnettorhheollogiicall inntellliggentt spprinng. 3)tthe freequeencyy shhiftt coontrrol theeoryy off acctivve vvibrratiion conntrool ssusppenssionn syysteem oof aautoomobbilee baasedd onn maagneetorrheoologgicaal
9、iinteelliigennt sspriing, annd aactiive conntrool sstraateggy ffor hybbridd frrequuenccy cconttroll annd ddamppingg reegullatiion of acttivee suuspeensiion sysstemm off innteggratted maggnettorhheollogiicall inntellliggentt spprinng aand dammperr off auutommobiile. 4)thee exxperrimeentss annd aappll
10、icaatioon ttechhniqquess off thhe aactiive susspennsioon ssysttem of auttomoobille aand thee maagneetorrheoologgicaal iinteelliigennt sspriing.报告正文（一）立项项依据与与研究内内容（不不超过1100000字）1. 项目目的立项项依据（研研究意义义、国内内外研究究现状及及发展动动态分析析,需结合合科学研研究发展展趋势来来论述科科学意义义; 或结结合国民民经济和和社会发发展中迫迫切需要要解决的的关键科科技问题题来论述述其应用用前景。附附主要参参考文献献目录
11、）自19488年美国国国家标标准署工工程师JJacoob RRabiinoww发现了了磁流变变效应以以来，磁磁流变(Maggnettorhheollogiicall，MR)技术就就引起了了人们的的广泛关关注，一一直到220世纪纪80年代代初，由由于材料料科学的的快速发发展，特特别是工工程领域域对机电电一体化化的迫切切要求大大大增加加了对新新型功能能材料的的需求，这这再次引引起了磁磁流变技技术的研研究热潮潮。磁流变材料料主要包包括磁流流变液(MR Fluuidss)、磁磁流变泡泡沫(MMR FFoamms)和和磁流变变弹性体体(MRR ellasttomeers)等。磁磁流变材材料由于于具有在在
12、外部磁磁场作用用下流变变性能急急剧变化化的机电电耦合特特性和其其它相关关的高技技术特征征，且其其响应速速度快、可可逆性好好，以及及可以通通过调节节磁场大大小来控控制材料料的力学学、电学学、磁学学等性能能连续变变化的特特点，近近年来磁磁流变材材料在航航空航天天、车辆辆、机械械、建筑筑和振动动控制等等领域显显现出广广泛的应应用前景景。目前，磁流流变液和和相关器器件已经经在机械械工程、航航空航天天、精密密加工、汽汽车工业业、建筑筑工程等等领域得得到了广广泛的应应用。磁流变弹性性体是一一类由柔柔软弹性性基体嵌嵌入磁性性敏感颗颗粒制成成的磁弹弹性智能能材料，兼兼有磁流流变材料料和弹性性体的优优点，如如响
13、应快快、可逆逆性好、可可控能力力强等。这这种复合合材料能能承受大大应变和和表现出出磁弹性性效应，如如磁致应应力、变变形和有有效模量量的变化化1 22。磁流变弹性性体材料料具有许许多潜在在的应用用，如变变刚度轴轴衬、可可调吸振振器和阻阻尼器、减减噪系统统、隔振振器、冲冲击缓冲冲器、磁磁流变弹弹性体夹夹层梁、梁梁式吸振振器和传传感器 1 22和磁磁流变（弹弹性体）橡橡胶空气气弹簧3 等。为了提高磁磁流变弹弹性体的的力学性性能，游游仕平和和申请人人等（220100, 220122）使用用天然橡橡胶和合合成橡胶胶混合的的并用橡橡胶，并并在基体体中加入入短纤维维和尼龙龙帘线来来使材料料达到可可实用化化的
14、机械械性能4 5。将普通的橡橡胶空气气弹簧的的主体外外囊橡胶胶材料改改造成短短纤维和和尼龙帘帘线增强强型磁流流变橡胶胶材料，并并在适当当的位置置配置可可变化的的外加磁磁场，可可以制成成磁流变变（弹性性体）橡橡胶空气气弹簧（申申请人等等，20008) 66。磁磁流变橡橡胶空气气弹簧是是一种在在磁场变变化条件件下可以以实时控控制和改改变高度度和刚度度的弹簧簧。在外外加磁场场和控制制系统失失效时，可可保持一一般普通通橡胶空空气弹簧簧的正常常工作。将普通的橡橡胶空气气弹簧与与磁流变变液相结结合，并并在适当当的位置置配置可可变化的的外加磁磁场，可可以制造造出磁流流变液压压橡胶弹弹簧（申申请人等等，200
15、10) 77。磁磁流变液液压橡胶胶弹簧可可以通过过改变磁磁流变液液压按其其机械响响应时间间在较大大范围内内调整其其刚度和和高度，其其在较大大范围内内调整的的刚度和和高度与与普通液液压橡胶胶弹簧类类似。同同时，磁流变变液压橡橡胶弹簧簧还可以以通过改改变电磁磁体与线线圈产生生的电磁磁场强度度在一定定范围内内对其刚刚度和高高度进行行实时地地调整。在在外加磁磁场和控控制系统统失效时时，可保保持一般般普通液液压橡胶胶弹簧的的正常工工作。将普通的橡橡胶空气气弹簧与与磁流变变液压橡橡胶弹簧簧相结合合，并在在适当的的位置配配置可变变化的外外加磁场场，可以以制造出出磁流变变液压橡橡胶空气气弹簧（申申请人等等，20010) 88。磁磁流变液液压橡胶胶空气弹弹簧通过过改变气气压和磁磁流变液液压按其其机械响响应时间间在较大大范围内内可以调调整其刚刚度和高高度，其其在较大大范围内内调整的的刚度和和高度与与普通橡橡胶空气气弹簧和和磁流变变液压橡橡胶弹簧簧相类似似。磁流流变液压压橡胶空空气弹簧簧还可以以通过改改变电磁磁体与线线圈产生生的电磁磁场强度
