电流变 磁流变
悬架及磁流变减振器概述
悬架及磁流变减振器概述
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1 悬架的构造
悬架是车架与车桥之间的一切传力连接装置的总成，它的功用是把路面作用于车轮上的垂直反力（支撑力），纵向反力（牵引力和制动力）和侧向反力以及这些反力所造成的力矩传递到车架（或承载式车身）上，以保证汽车的正常行驶。
现代汽车的悬架尽管有各种不同的结构形式，但一般都有弹性元件、减振器和导向机构三部分组成。
弹性元件：使车架（或车身）与车桥（或车轮）之间做弹性联系，但弹性系统受到冲击后，将产生振动。
持续的振动容易是乘员感到不舒服和疲劳，故悬架还应当具有减振作用，使振动迅速衰减，为此，在许多结构型式的汽车悬架中都设有专门的减振器。
车轮和车架和车身跳动时，车轮（特别是转向轮）的运动轨迹应符合一定的要求，否则，汽车的某些性能（特别是操纵稳定型）有不利的影响。因此，悬架中某些传力机构同时还承担着使车轮按一定的轨迹相对于车架和车身跳动的任务，因此这些传力机构还起导向作用，故称导向机构。
由此看这三者分别起着：缓冲，减振和导向的作用。
在多数的轿车和客车上，为防止车身在转向等情况下发生过大的横向倾斜，在悬架中还设有辅助弹性元件-----横向稳定器。
1．弹性元件； 2.纵向推力杆；3.减振器；4.横向稳定器；5.横向推力杆
图1汽车悬架结构示意图
并非所有的悬架都设置上述这些单独的装置不可。例如：常见的钢板弹簧，除了作为弹性元件起缓冲作用而外，当它在汽车上纵向安置，并且一端与车架作固定铰接连接时，既可负担起传递所有各向力和力矩，以及决定车轮运动轨迹的任务，因而就没有必要在另行设置导向机构。
此外，一般钢板弹簧是多片叠成的，它本身即具有一定的减振能力，因而在对减振的要求不高时，在采用钢板弹簧作为弹性元件的悬架中，也可以不装减振器。
由悬架的刚度和悬架弹簧支撑的质量（弹簧质量）所决定的车身自然振动频率（或称振动系统的固有频率）是影响汽车的行驶平顺性的悬架重要性能指标之一，人体所习惯的频率是步行身体上下运动的频率，约为1～6Hz。 车身自然振动频率应当尽可能地处于或接近这一频率范围，根据力学分析，如果将汽车看成一个在弹性悬架上作单自由度振动的质量，则悬架系统的自然振动频率（固有频率）为：
柔性电子与智能材料关键技术研究综述
柔性电子与智能材料关键技术研究综述
随着科技的发展，人们对于电子产品的需求越来越高，而现代电子产品需要的不仅是高性能，还需要更加轻薄柔性和可穿戴的特性。而在这一背景下，柔性电子与智能材料成为了研究的热点之一。本文将对柔性电子与智能材料这一领域的关键技术进行综述。
一、柔性电子技术
柔性电子技术是指利用柔性基底作为支撑材料，使电路板等关键部件可以弯曲而不受损坏的技术。其实现的难点在于如何让电子元件表现出与其硬件相同或更优异的性能指标，并且在不同的温度、湿度和力量等变化下保持稳定的工作状态。
在柔性电子技术中，以导电聚合物为材料的研究成为了研究的热点。导电聚合物是指在聚合物中添加一定的导电材料，使其具有一定的导电性。导电聚合物不仅具有较高的柔韧性，而且在合适的条件下能够呈现出相当高的导电性。目前，导电聚合物已被广泛应用于柔性电子制造中。
除了导电聚合物，纳米材料也成为了柔性电子的重要研究领域。纳米材料具有较高的比表面积，同时在纳米尺度上具有优异的电学和热学特性，易于与具有某些功能的聚合物材料复合，形成符合柔性电子应用的制备技术。
二、智能材料技术
智能材料是指在受到刺激时表现出特殊的感受能力和响应性能的一类功能材料。它的产生源于需要保持自身状态的机器人的需求，随着技术的发展，在诸多领域都能看到它的身影。其不仅可以实现形变、运动、重组等特殊能力，而且有望实现复杂系统的自我修复和自我管理等功能。
智能材料可以分为多种类型，例如：
1. 响应材料，如压电晶体、磁流变、电流变以及智能材料；
2. 传感材料，如光电、热电、声电、应变、形变等；
3. 智能材料，如自修复材料、超弹性、压电、相变、磁性等等。
其中，磁流变材料是智能材料中的重要组成部分，由于其具有稳定的机械力学、动态控制、优异的能量吸收等特性而被广泛应用。磁流变材料是一种可以通过外加磁场而使其粘度、硬度等物理性质发生变化的材料。通过改变磁场，可以在材料内部形成不同程度的磁流变效应，从而产生不同的力学响应。
基于磁流变原理的飞机起落架半主动最优控制
第１２卷第２１期２０１２年７月 １６７１—１８１５（２０１２）２１—５２１７—０５ 科学技术与工程 Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｖｏ１．１２ Ｎｏ．２１ Ｊｕ１．２０１２ ⑥２０１２ Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈ．Ｅｎｇｒｇ．
航空航天
基于磁流变原理的飞机起落架半主动最优控制
王剑锋 ， 肖景新
（空军航空大学 ，长春１３００２２；吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室 ，长春１３００２２）
摘要分析了飞机起落架半主动控制原理，建立了半主动控制起落架力学模型，比较了半主动控制中磁流变和电流变减震 器优缺点，采用常规状态反馈控制方法和线性二次型最优控制方法，对起落架系统进行设计，得到了半主动控制器，通过仿真 软件分别对半主动状态反馈和最优控制起落架模型进行了数值。结果表明，半主动控制起落架能够有效降低飞机冲击载荷 和振动响应，使飞机很快达到稳定，采用线性二次型半主动最优控制方法效果较好。 关键词起落架 磁流变 半主动控制 中图法分类号Ｖ２１４．１３； 文献标志码Ａ
飞机起落架减震器的作用是，吸收并消耗飞机
滑跑时由于地面不平产生的大部分撞击动能，减小
传递给飞机的冲击载荷，获得满意的动态效应特性
和振动特性。但是，在战时前线机场的军用飞机着
陆时，驾驶舱内的垂直加速度能达到驾驶员难以看
清仪表的程度，迫切需要一种新型、智能减震器来
调节、自适应缓解路面冲击力，主动控制和半主动
控制减震器可以满足要求。所谓半主动控制磁流
变减震器，是通过调节线圈中电流，来调节磁场大
小，产生实时可变的阻尼力，有效抑制结构的位移 和加速度，成为国内外学者研究的热点Ｈ＿４ Ｊ。当前，
磁流变减震器已应用到高端车上，如凯迪拉克的赛
威和奥迪的１Ｔｒ跑车等，但飞机上的应用我国还处
于空白。北航贾玉红 等对飞机起落架的主动控
制和变油孔半主动控制进行了比较分析，中国民航
大学祝世兴＿６ 等对磁流变机理进行了初步分析，并
磁流变阻尼器 (2)
未知驱动探索，专注成就专业
1
磁流变阻尼器
简介
磁流变阻尼器（Magneto-Rheological Damper，简称MR阻尼器）是一种利用电磁效应来调节阻尼力的装置。它由磁流变液、激磁线圈、控制系统等组成。MR阻尼器在汽车、建筑物、桥梁等工程领域中广泛应用，可以实现对结构物或装置的精确控制和调节。
原理
MR阻尼器的工作原理基于磁流变液的特殊性质。磁流变液是一种具有磁致变色性的特殊材料，在无磁场作用下呈流动性，而在磁场作用下则呈现出高阻尼特性。利用这一特性，MR阻尼器可以通过控制磁场的强弱来调节阻尼力。
在MR阻尼器中，激磁线圈产生磁场，使得磁流变液发生磁致变色。当有外力作用于结构物或装置时，磁流变液的微粒间会发生相互碰撞和摩擦，产生阻尼力，从而减缓结构物或装置的振动或运动。通过调节激磁线圈的电流，可以控制磁场的强度，进而达到调节阻尼力的目的。
优势
快速响应
由于磁流变液具有快速响应的特性，MR阻尼器的响应速度非常快。它可以在毫秒级别内调节阻尼力，以适应不同的振动频率和振幅变化。 未知驱动探索，专注成就专业
2
调节范围广
MR阻尼器的阻尼力可以进行广泛的调节，可以实现从低阻尼到高阻尼的连续变化。这使得它在不同应用场景下都有良好的适应性。
精确控制
通过电流的控制，可以精确地操控MR阻尼器的阻尼力。这种精确控制性能使得MR阻尼器在需要精确控制和调节的场景中具有优势。
高可靠性
MR阻尼器由于不使用机械可动部件，因此没有摩擦、磨损问题，具有较高的可靠性和耐久性。同时，它的结构简单，易于维护。
应用领域
汽车工业
在汽车悬挂系统中，MR阻尼器可以调节车辆的悬挂刚度和减震效果，提升行驶的舒适性和稳定性。它可以根据路况的变化来实时调节悬挂系统，提供更好的悬挂效果。
建筑工程
在高层建筑或桥梁结构中，MR阻尼器可以减少结构物的振动幅度，提高结构的抗风、抗地震能力。它可以根据外部风力或地震波的变化来调节阻尼力，实现对结构物的精确控制。 未知驱动探索，专注成就专业
(完整版)磁流变阻尼器的基本原理和结构
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第二章磁流变阻尼器的基本原理和结构
2.1磁流变阻尼器的工作模式
磁流变技术研究的一个重要目标是利用磁流变液在外磁场作用下改变流变 特性这一特点，开发各种用途的磁流变阻尼器，MR阻尼器的工作模式有下列几 种：
（1） 压力驱动模式或流动模式。如图 2.1（a所示，这是目前应用最多的
一种工作模式。其原理，磁流变液在压力作用下通过固定的磁极， 磁流变液流动
的方向与磁场方向垂直，可通过改变励磁线圈的电流控制磁场的变化， 使得磁流 变液的流动性能发生变化，从而使磁流变阻尼器的阻尼力发生变化。该系统可用 于伺服控制阀，阻尼器和减震器。
（2） 直接剪切模式。如图2.1 （b）所示，只有一个磁极固定，另一个磁极 作平行于固定磁极的运动或绕固定磁极旋转， 磁流变液在可移动磁极的作用下通 过可控磁场，同样磁场方向垂直于磁流变流体流动，适合于磁极运动的使用场合。 这种系统可用于离合器，制动器，锁紧装置和阻尼器等磁流变器件。
（3） 挤压模式。如图2.1 （ c）所示，磁极移动方向与磁场方向相同，磁场
方向与磁流变液的流动方向垂直，磁流变液在磁极运动时同时受到挤压和剪切作 用。磁流变液在磁极压力的作用下向四周流动磁极移动位移较小， 磁流变液产生
的阻尼力较大，可应用于低速小位移（一般少于lmm ）大阻尼力的磁流变阻尼器 和减振设备等。这一模式中不均匀磁场导致悬浮颗粒聚集， 阻尼力随时间不断增 长，无法实现对振动的稳定控制［10］。
2.2磁流变阻尼器的基本结构
2.2.1磁流变阻尼器的结构分析
磁流变阻尼器是通过改变控制装置的参数来实现对结构的可调控制 ，其主 要特点是所需外加能量很少、装置简单、不易失稳，摒弃了被动控制和主动控制Fig.2.1 Basic working modes for MR fluid （c）.挤压模式 2 / 6
的缺点，兼顾了它们的优点。磁流变阻尼器可在一定的范围内通过调整磁场强度 来调整减振器的阻尼系数，实现振动的半主动控制。
磁场对电流的作用
磁场对电流的作用
磁场对电流具有重要的作用，常常表现为磁场对电流的产生、改变电流方向、控制电流强度等方面。
首先，磁场能够引起电流的产生。根据法拉第电磁感应定律，当磁场的变化通过闭合回路时，会在回路中感应出电流。这一现象被广泛应用于电力发电、变压器和电磁感应传感器等领域。例如，发电机利用旋转的磁场通过电线圈感应出交流电流，从而产生电能。
其次，磁场可以改变电流的方向。根据洛仑兹力定律，当电流通过磁场时，会受到一个与速度和磁场方向相垂直的力。这个力会使电流发生弯曲或者偏转，从而改变了电流的方向。这个现象被广泛用于电磁铁、电子束控制、磁流变阻尼器等领域。例如，电子束在磁场中受到力的作用，可以控制电子束的轨道，从而实现电子束聚焦和偏转。
另外，磁场还可以控制电流的强度。根据洛仑兹力定律，电流与磁场的叉乘会产生力矩，使得电流导体发生旋转。通过调节磁场的强度，可以改变力矩的大小，从而控制电流的强度。这个现象被广泛应用于电机、电磁阀、磁控溅射等领域。例如，可变磁阻传感器通过改变磁场的强度，调节电流的大小，从而实现精准测量。
除了上述作用之外，磁场还对电流具有其他的影响，如磁场对电流的传输速度的限制、磁场对电流的能量耗散的影响等。这些影响可能会导致电流在导体中的损耗和能量消耗，需要在电路设计和应用中予以考虑。
总而言之，磁场对电流具有重要的作用，它能够引起电流的产生，改变电流的方向和控制电流的强度。这些作用为电力发电、电动机、传感器等电气设备的工作提供了基础，并广泛应用于现代科技和工程领域。同时，磁场对电流的影响也需要在电路设计和应用中予以合理考虑，以提高设备的性能和效率。
磁流变液技术及其应用
第４期（总第１６１期）
２０１０年８月机械工程与自动化
ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ＆ＡＵＴＯＭＡＴＩＯＮＮｏ．４
Ａｕｇ．
文章编号：１６７２—６４１３（２０１０）０４—０２０７—０２
磁流变液技术及其应用睾
王慧，杨臻，韩世俊
（中北大学机电工程学院，山西太原０３００５１）
摘要：磁流变液是一种在外加磁场作用下流变特性发生急剧变化的新型智能流体，具有屈服应力高、温度适用
性强、响应时闻短、稳定性好、电压需求低等优点。介绍了磁流变液技术在汽车、土木、机械、航空航天等领
域的工程应用现状和发展前景。
关键词：磁流变液｝应用；特性
中图分类号：ＴＢ３８１文献标识码；Ａ
０引言
１９４８年美国国家标准局ＲａｂｉｎｏｗＪ首先提出了
磁流变效应（ＭＲＥ）的概念：在外加磁场的作用下，流
体的黏度会迅速发生显著变化，其表观黏度可增大两
个数量级以上，使得流体的流动屈服应力增大，由流
体状态转变成为黏塑性状态，呈现出类似固体的力学
性质，从而改变其流变特性；但当去掉外加磁场后，流
体又从黏塑性状态迅速恢复到原来的流体状态，其中
的响应时间仅为几毫秒［１］。磁流变液具有这种独特的
智能特性，且具有较高的屈服应力、温度适应性强、响
应时间短、稳定性好、低电压需求等优点，引起了学
术界和工程界的极大关注。
１磁流变液的组成及其特性
磁流变液主要由软磁性颗粒、载液、稳定剂组成。
根据组成和性能的不同，可将磁流变液分为微米磁性
颗粒一非磁性载液型、纳米磁性颗粒一非磁性载液型、
非磁性颗粒一磁性载液型、磁性颗粒一磁性载液型［２］。
磁流变液（ｍａｇｎｅｔｏ—ｒｈｅｌｏｇｉｃａｌｆｌｕｉｄｓ，简称ＭＲＦ）
是一种可以通过控制外加磁场而变化的液体，在外加
磁场作用下能在瞬间（毫秒级）从自由流动的流体转变
为半固体，呈现可控的屈服强度，而且这种变化具有
可逆性，电磁场对磁流变液特性的这种影响称为磁流
变效应。
２磁流变液的工作模式
根据磁流变液流动特性的不同，磁流变液减振器
的工作模式有多种，但它们都基于两种工作模式，即剪切模式和流动模式［３］。
磁流变阻尼器力学模型及其参数识别发展现状
磁流变阻尼器力学模型及其参数识别发展现状
摘要：磁流变阻尼器是目前结构振动控制中最具有发展潜力的半主动控制装置之一，这种耗能低、响应快的设备由于其优越的性能立刻在土木工程振动控制领域中引起了巨大的浪潮。但是这种装置在应用的过程中由于自身的磁流变效应，而具有高度非线性的特点，这也使得其在半主动控制中的应用极为困难。因此建立一种简单、有效的磁流变阻尼器力学模型是使其在控制过程中保持稳定性和有效性的重要条件。
关键词：磁流变阻尼器；力学模型；参数建模；非参数建模
一、磁流变减震技术的研究
磁流变阻尼器作为半主动控制装置的典型代表，是利用磁流变液能够随磁场变化能够实现快速流-固逆变特性设计的一种减震装置。磁流变液主要由硅油等载液和均匀分散其中的高磁导率、低剩磁的微小磁性颗粒所组成的悬浊液，通常还会包含多种外加剂以提高磁流变液的抗沉降性能。
1.1磁流变液原理
磁流变液没有磁场作用时，可磁化分散粒子随机均勾分布在绝缘母液中，可以视为理想状态下流动状态良好的牛顿流体。当通入外加磁场时，磁流变液中的微小磁性颗粒由于强交换耦合作用被磁化而行成链状结构，其方向与磁场中的磁力线重叠，链状状态的规则度取决于磁场大小，磁场越大，链状特性越明显，感流变液的剪切应力就越大。
1.2磁流变阻尼器的工作模式
顾名思义，工作模式是指工作的一种外在条件和所处的状态。按工作模式来分，磁流变阻尼器分为流动式、剪切式、挤压式三种基本模式。 1.3磁流变阻尼器的力学模型
国内外专家已经提出了众多的磁流变阻尼器力学模型。这些力学模型主要分成参数化模型以及非参数化模型这两类。所谓参数化模型就是利用刚度和阻尼单元来模拟磁流变阻尼器的力学性能。而非参数化模型就是通过智能控制理论等非参数化形式去形容阻尼器的力学特性。
1.3.1参数化模型
（1）Bingham模型
Bingham模型是磁流变阻尼器力学模型中研究最广的模型。其最早是Phillips等人用来反映稳定剪切场下磁流变液的应力——应变关系的。后经过Stanway等人加以改进，成为了现在的磁流变阻尼器Bingham模型。Bingham模型构造比较简单，模型主要含有一个线性粘滞阻尼器以及与之并联的库仑摩擦元件，示意图如图1所示。其中粘滞阻尼器主要提供不可调阻尼力的部分，而后者正好相反。
磁流变液钻机辅助刹车设计初探
・——５４－－—— 石 油机械 ＣＨＩＮＡ ＰＥＴＲＯＬＥＵＭ ＭＡＣＨＩＮＥＲＹ ２００７年 第３５卷第３期 ．．技术讨论 磁流变液钻机辅助刹车设计初探
杨汉立 王德国 张嗣伟 石凤琴 曾 燕 江 浪 （中国石油大学（北京）机电工程学院） 摘要针对现有石油钻机辅助刹车在性能和使用方面还存在的缺陷和不足，拟定将磁流变技 术应用于辅助刹车，提出剪切式和搅拌式２种磁流变液钻机辅助刹车方案。通过分析磁流变液的 特性和这２种辅助刹车的工作原理，分别建立了其制动力矩的计算模型，并对搅拌式磁流变液钻 机辅助刹车的设计进行了初步探讨。这种辅助刹车由于具有低速性能好、结构简单、能实现制动 力矩无级可调、反应速度快、能耗小、不易损坏、安全可靠等优点，预计将会在石油钻机上得到 广泛应用。 关键词磁流变液辅助刹车 石油钻机制动力矩 辅助刹车是石油钻机的重要设备之一，在减轻 机械主刹车的载荷以延长其使用寿命、减少维修时 间、提高钻井效率、减轻司钻的劳动强度、保证安 全操作等方面起着非常重要的作用。随着井深的增 加和钻井技术的发展，对辅助刹车的性能要求也就 越来越高。水刹车、电磁涡流刹车都存在着低转速 时制动力矩较低的问题；伊顿气控辅助刹车价格昂 贵，摆脱不了固体摩擦式制动存在的普遍缺陷，另 外还需要对压缩空气进行严格的处理…；能耗制 动技术目前只用于电动钻机 Ｊ。因此，研制一种 新型的高性能且价格适宜的辅助刹车是非常必要 的。笔者对基于磁流变技术的磁流变液钻机辅助刹 车的设计进行了初步探讨。 磁流变液简介 磁流变液和电流变液 ．４ 都是伴随着高科技发 展应运而生的新型智能材料，这是因为电、磁流变 液具有一种特殊的物理效应——流变效应。两者都 是由一定的材料配置而成的悬浊液，在电场或磁场 作用下，可以在瞬时由自由流动的粘性液体转变为 具有可控粘度及屈服强度的准固体。 磁流变液具有以下基本特性 ，ｏ ： （１）在外加磁场作用下，能实现液态和固态 之间的相互转换，且这种转换能耗小，响应快，时 基金项目：ＣＮＰＣ石油科技中青年创新基金资助项目（０５Ｅ７０１６）。 问为毫秒级。 （２）流变特性能随外加磁场强度的变化而变 化，因而能实现表观粘度无级可调。 （３）表观粘度的转变是可控的，这一特性为 人们提供了工程应用的基础。这种转变的控制是很 容易实现的，只需控制外加磁场强度即可。这一特 点使得磁流变器件易于与计算机技术相结合而实现 系统的自动控制。 磁流变液的这些特性，使其在航空航天、机电 工程、汽车工程、土木工程、精密加工工程、液压 传动、控制工程、机器人和医疗等领域得到广泛应 用 。 国内外的许多学者针对磁流变液的流变特性， 分别从不同的角度建立了多种模型来表示磁流变液 的本构关系。目前最常用、形式最简单的就是 Ｂｉｎｇｈａｍ模型 Ｊ，其表达式为 ．ｒ＝．ｒＢ＋７７ｏ （１） 式中．ｒ——磁流变液的剪切应力，Ｐａ； ——磁流变液茁 蘸 用下白 镀，Ｐａ・ｓ； 剪切应变率，ｓ～； ．ｒ ——磁流变液的屈服应力，随外加磁场强 度的增加而增加，场强为０时，其为０，Ｐａ。
电流变抛光
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2014年 春 季学期研究生课程考核
（读书报告、研究报告）
考核科目 : 现代光学加工技术
学生所在院（系） :xx
学生所在学科 :xx
学 生 姓 名 :xxx
学 号 :13Sxx
学 生 类 别 :
考核结果 阅卷人
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电流变抛光简介
电流变抛光简介 ............................................................................................................................... 1
一、 基本原理 ........................................................................................................................... 2
1.1、抛光 .......................................................................................................................... 2
1.2 电流变 ........................................................................................................................ 3
1.3 电流变抛光 ................................................................................................................ 3