新型磁流变减振器磁-流耦合有限元分析开题报告

1. 研究目的与意义

磁流变减振器就是磁流变液在智能作动器上的一个重要应用，它通过改变外加磁场，进而控制磁流变液的表观粘度来实现对阻尼系数的调节。

采用这种阻尼连续可调的磁流变半主动悬架能有效降低车身加速度、车轮动载荷，从而提高乘坐舒适性和操纵稳定性。

磁流变减振器具有输出阻尼力大、调节范围宽、响应速度快、能耗低等特点，成为半主动悬架系统的最佳执行器。

2. 国内外研究现状分析

20世纪40年代rabinow首次发现了磁流变现象。磁流变液是在外加磁场作用下其黏性、塑性等流变特性发生极具变化的材料。roland eric gunther和princeton junction, n. j.提出了最早的磁流变减振器，而lord公司则第一个使磁流变减振器商用化，磁流变减振液在汽车等半主动阻尼控制技术中的应用得到了快速发展。美国的ford公司、lord公司和delphi公司都致力于磁流变减振器在汽车领域的应用研究。近年来，对磁流变减振器又有不少创新，列如通用公司在最近提出的旋转式磁流变减振器。

在理论模型的建立方面，最早建立的是基于结构参数的理想化力学模型bingham模型，gamoto等随后对该模型进行了优化，之后又有bouc-wen、spencer、wereley、ehrgott等在这基础上不断优化、建立新的理论模型，而理论模型的发展也促进着磁流变减振器的发展。

国内在磁流变技术方面起步较晚，于20世纪90年代中期才开始对其进行研究，复旦大学的周鲁卫、潘胜等从事磁流变机理和磁流变性能测试、相当稳定的磁流变体制备基础理论研究；中国科技大学的周刚毅等在磁流变体力学性能测试方面作了研究；哈尔滨工业大学的关新春等磁流变液并对其进行了力学性能的研究。还有西北工业大学、重庆大学等也对磁流变液进行了大量的研究。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：

对新型磁流变减振器进行磁路设计和优化：重点是建立磁场有限元模型，利用有限元软件ansys进行磁-流耦合的仿真分析，求解磁场强度与磁流变液减振器主要设计参数和控制参数（激励电流和线圈匝数）之间的简化数学模型，以解决现有磁流变减振器磁流变液用量较大，阻尼小，尤其在低频时阻尼力小的缺点，使减振器具有磁流变液用量小、低频时阻尼大的性能，为今后新型磁流变减振器的设计打下基础。

研究计划：

4. 研究创新点

建立相关模型，利用ANSYS软件对磁流变减振器进行磁-流耦合有限元分析，优化新型磁流变减振器的磁路。