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鲁光涛等：工作间隙对磁流变液联轴器的影响 文章编号：1001—9731(2013)增刊(工)一0071—04 工作间隙对磁流变液联轴器的影响。 鲁光涛1，李友荣1，宋钢兵1’2 (1．武汉科技大学冶金装备及其控制教育部重点实验室，湖北武汉430081； 2．美国休斯顿大学智能材料与结构实验室，美国休斯顿) 摘要： 对一种新型磁流变液传动器件——磁流变 磁流变液传动器件的结构设计与性能优化方面更为突 液联轴器的磁场进行了有限元分析，研究了工作区的 出，一个好的磁场不但可以很好地控制磁流变液传动器 间隙对磁流变液联轴器磁感应强度和剪切应力的大小 件的传动性能而且可以降低能量损耗。S．A．Mazlan 及分布的影响。通过分析表明，当工作区间隙 等口3通过实验和有限元模拟分析了在挤压模式下电流 由0．2mm增加到2．0mm时，工作区的磁感应强度逐和初始间隙对磁感应强度的影响。文献[8]对双磁路的 渐减小，而磁感应强度和剪切应力沿长度方向的分布 磁场进行了研究，文献[9]对线圈与永磁铁的复合作用 却逐渐趋于均匀，磁感应强度最大值与最小值之差由 的磁场进行了有限元分析。文献[101发现在交流正弦 波电流激励磁场作用下，阻尼器存在一个使磁流变液开 0．65T减小到0．35T；无论是当工作区磁流变液的磁 场达到饱和时，还是当磁感应强度使剪切应力达到屈 始表现出磁流变效应的最大激励频率和最小激励频率。 服值时，剪切应力都不会再随磁感应强度升高而增大。 J．Q．Zhang[1al利用有限元的方法对一种阻尼器的结构 通过计算可知，对于所研究的直径与长度之比为5／7 参数进行了优化以此来获得一个较强的磁感应强度。 的磁流变液联轴器，当工作区间隙由0．2mm增加到本文对一种磁流变液联轴器的磁场进行了有限元分析 2．0mm时，它所能传递的工作扭矩仅降低25％。因此和实验验证，讨论其工作区间隙对磁场大小和分布的影 在设计其磁场时应综合计及加工、安装精度及生产成 响，进而研究其对磁流变液联轴器传递扭矩及工作性能 本等因素合理选择工作区的间隙，推荐选用1．2mm的影响，找到一个大小合适的工作间隙。 左右的工作间隙。 2有限元分析的理论基础 关键词： 磁流变液联轴器；工作区间隙；有限元；磁感 应强度；传递扭矩 麦克斯韦方程组是电磁场有限元分析的理论基础： 文献标识码：A 中图分类号：THl23；THl33．4 手，删：ffa(d+筹-)dS DOI：10．3969／j．issn．1001～9731．2013．增刊(I)．015 1 引 言 frEdl=--；facJ+筹Ⅲ ㈩ 磁流变液是一种新型的智能材料，其在磁场作用 妤。Das一Ⅲ。加 下能表现出奇特的流变特性，当未加磁场时其具有与 一般牛顿流体一样的流动特性，一旦加有一定大小的 妤sBdS=o 磁场后其将在瞬间由液态变为固态，粘度急剧增大。 式中，t，为传导电流密度矢量，D为电通密度矢 Robi— 自从20世纪40年代美国国家标准局的Jocob量，E为电场强度矢量，B为磁感应强度矢量，H为磁 now发现了材料的这种磁性效应以来，各国科学家和 场强度矢量，p为电荷体密度，，为闭合曲线矢量，-s为 工程师不断对其进行研究，主要涉及磁流变液本身特 闭合曲线J1围成的面积区域量，v为闭合曲面S围成 性及其应用两方面的研究。对磁流变液本身特性研究 的体积区域。 主要包括其工作机理、磁流变液的组成、制备和性能