新式磁流变减振器中滚珠丝杠的模态分析开题报告

1. 研究目的与意义

设计一种新型的磁流变减振器，从结构和磁场等方面进行设计，并进行相关校核，使减振器具有磁流变液用量小、阻尼大、低频时阻尼大的性能，不仅能改善车辆的平顺性，也能控制车辆的操纵稳定性。这种磁流变减振器重点滚珠丝杠是重要的零件，受力大且复杂，通过简单的计算校核难以达到精确分析的目的，因此建立其有限元模型并进行分析十分必要。

2. 国内外研究现状分析

国内研究状况：我国在磁流变减振器的研究方面起步并不算晚，从 20 世纪 90 年代中期开始，多所高校和研究院所相继开始了磁流变液的研究。复旦大学潘胜等研制了托板式磁流变仪，比较了几种磁流变液在零场作用下的沉淀性，在外加磁场、屈服应力、温度、永磁材料、表面处理剂、添加剂和磁流变效应的关系，在此基础上，上海交通大学的曹民、喻凡针对车用磁流变减振器存在的阻尼特性不理想、油封易磨损泄露、磁流变液静置沉降以及磁路结构不尽合理等主要问题，以 PassatB5 轿车前悬架减振器作为对象，提出了多项改进措施。重庆大学的廖昌荣等利用牛顿流体模型和滨汉流体模型，对基于Poiseuille 流动的汽车磁流变减振器进行了理论分析，设计制作了微型汽车磁流变减振器，并对其进行了测试。2000 年，关新春对磁流变液的理论进行深入研究，分析其特性及组成，并尝试开发样品，同时也开发了基于磁流变液的智能驱动装置。

国外研究状况：磁流变液的发展经过一个沉寂的阶段，其工程应用直到 1996 年左右才开始发展。美国 Lord 公司和 TRW 研究所的工作最领先，马里兰大学航空系也在这一领域研究颇深。另外白俄罗斯、德国、日本、法国、韩国等国家都对磁流变减振器进行了很多有建设性的研究。美国 Lord 公司在磁流变液应用方面起步较早，经过长期发展，成为世界上最著名的磁流变液和磁流变设备生产商，在磁流变液及其器件的研究方面取得了丰硕成果，申请了关于磁流变液及其器件的多项专利，设计并制造了多种型号的磁流变减振器，满足机械、土木、医疗等多个领域的要求。白俄罗斯学者 Shulman,Z.P和 Kordonsky,W.I在磁流变材料研究中取得较大进展，他们制作出了屈服应力为 200KPa，最大屈服应力为 800KPa 的磁流变液。随后美国 Lord公司，Ford 汽车公司，德国的 BASF公司都开展了磁流变材料的研究工作，并取得了可喜的进展。目前已有商业化的磁流变液体面世，各国学者的研究工作使人们进一步了解磁流变材料的流变机理和宏观特性，为磁流变学的研究奠定了坚实的基础

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：

针对现有磁流变减振器磁流变液用量较大，阻尼小，设计一种新型的磁流变减振器，主要磁场方面进行设计和优化，并进行相关校核，使减振器具有磁流变液用量小、阻尼大、低频时阻尼大的性能，不仅能改善车辆的平顺性，也能控制车辆的操纵稳定性。

研究计划：

4. 研究创新点

根据在校所学的内容,在CATIA中绘制丝杠螺母的2D和3D模型。采用ANSYS软件对滚珠丝杠进行有限元分析。