永磁變長(zhǎng)度磁流變液與摩擦復(fù)合軟著陸裝置的研究與設(shè)計(jì).pdf

1、傳統(tǒng)磁流變制動(dòng)器利用通電線圈充當(dāng)磁源產(chǎn)生磁場(chǎng)激發(fā)磁流變效應(yīng)從而達(dá)到制動(dòng)效果，受特殊因素（如斷電、高溫等）影響，會(huì)使得制動(dòng)效率降低甚至失效。本課題設(shè)計(jì)一種永磁式磁流變制動(dòng)器，利用永磁體充當(dāng)磁源產(chǎn)生磁場(chǎng)激發(fā)磁流變效應(yīng)實(shí)現(xiàn)制動(dòng)，改善了傳統(tǒng)磁流變制動(dòng)器的工作環(huán)境，實(shí)現(xiàn)無功率損耗；物體下落過程中，隨工作腔沿軸向移動(dòng)長(zhǎng)度的改變，工作腔內(nèi)的磁場(chǎng)發(fā)生改變，磁流變液產(chǎn)生的制動(dòng)力矩逐步增大，緩解著陸時(shí)帶來的剛性沖擊，實(shí)現(xiàn)軟著陸；同時(shí)引入摩擦制動(dòng)，通過調(diào)節(jié)彈

2、簧伸長(zhǎng)量改變摩擦盤之間的間距，使物體著陸高度可調(diào)。
　　基于磁流變液特殊的流變特性以及永磁體自身特殊磁性，研究了磁流變液的組成與特性，對(duì)比傳統(tǒng)電磁式磁流變器件性能，得出永磁式磁流變器件受工況影響小、同時(shí)無功率損耗的優(yōu)點(diǎn)。研究分析了磁流變液智能材料的三大組成部分、磁流變液的傳動(dòng)機(jī)理與磁流變效應(yīng)原理，為后期建立力學(xué)模型打下基礎(chǔ)。分析了磁流變液三種不同工作模式，最終確立了永磁圓筒式磁流變制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)形式，并在此基礎(chǔ)之上研究了該模型的數(shù)學(xué)

3、模型，建立了制動(dòng)力矩方程。
　　針對(duì)本課題運(yùn)用永磁體充當(dāng)磁源，制動(dòng)距離可調(diào)的設(shè)計(jì)要求，在已有模型基礎(chǔ)上，運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)方法得出合理的機(jī)械結(jié)構(gòu)與磁路結(jié)構(gòu)。運(yùn)用ANSYS對(duì)模型進(jìn)行仿真分析，分析結(jié)果表明：在誤差允許范圍內(nèi)，本設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)參數(shù)與磁場(chǎng)設(shè)計(jì)合理。進(jìn)而對(duì)影響裝置磁場(chǎng)的可能因素，如磁極間距、磁極角、工作腔厚度等進(jìn)行分析，得出可以改善磁場(chǎng)的方案。對(duì)磁流變液傳遞轉(zhuǎn)矩進(jìn)行分析，結(jié)果表明：受物體下落影響，隨工作腔沿軸向移動(dòng)長(zhǎng)度的增加，工作腔內(nèi)

4、的磁場(chǎng)發(fā)生改變，產(chǎn)生的制動(dòng)力矩逐漸增大，下落過程中，物體先加速后減速，最終靜止，整個(gè)過程并無剛性沖擊，證明軟著陸設(shè)計(jì)合理。對(duì)物體下落狀態(tài)進(jìn)行仿真分析，得出結(jié)論：通過改變彈簧伸長(zhǎng)量，調(diào)節(jié)摩擦盤之間的距離，實(shí)現(xiàn)物體著陸高度可調(diào)。
　　通過理論值與實(shí)驗(yàn)值對(duì)比分析，表明：在誤差允許范圍內(nèi)，實(shí)驗(yàn)值與理論值呈現(xiàn)出一致的趨勢(shì)；隨物體下落，磁流變液工作磁場(chǎng)發(fā)生改變，產(chǎn)生制動(dòng)力矩逐步增強(qiáng)，物體下落過程無剛性沖擊，實(shí)現(xiàn)軟著陸；同時(shí)，受彈簧伸長(zhǎng)量影響，