磁流变阻尼器(Magnetorheological Damper,MRD)是一种用电流大小改变磁场强弱从而调整阻尼力的减振器件,它作为振动半主动控制的典型代表,性能优良,尤其在冲击隔离领域和振动控制方面具有广阔的应用前景。磁流变阻尼器有三个重要性能指标:最大阻尼力、响应时间和可调范围,其中响应时间是其非常重要的性能参数,对磁流变阻尼器的控制频率、应用范围和使用效果影响较大。为探讨磁流变阻尼器的响应时间特性,本文采用磁场仿真计算与试验相结合的方法,研究了影响磁流变阻尼器响应时间的相关因素,主要研究内容如下:1.磁流变阻尼器的原理与结构分析。介绍了磁流变阻尼器的结构、原理和磁流变液的工作特性,分析了磁流变液的工作模式,基于已有磁流变阻尼器的力学模型,确立了本文所研究的磁流变阻尼器的具体结构形式。2.电磁线圈对响应时间的影响。运用ANSYS软件,对磁流变阻尼器电磁线圈所形成的磁路结构进行了磁场仿真,分析了线圈电流、线圈数目及布置形式对响应时间的影响,结果表明随着电磁线圈电流的增大,其响应时间减小;双线圈与单线圈相比,双线圈电流反向时比一个线圈响应时间长,双线圈电流同向时比一个线圈的响应时间短;两个线圈反向串联时响应时间较小。3.阻尼通道结构参数对响应时间的影响。分析了磁流变阻尼器的通道间隙、磁极长度、磁极表面形状和磁轭厚度等结构参数对响应时间的影响规律。研究表明:随着通道间隙的增大,磁极长度的增加,磁流变阻尼器的响应时间呈下降趋势,磁轭厚度对响应时间的影响较小。4.磁路材料特性对响应时间的影响。用软磁直流测量装置测试了20钢、45钢、DT4A及40Cr材料的磁性参数,包括初始磁导率、最大磁导率、饱和磁感应强度、剩磁及矫顽力等。基于所测材料的磁性参数,进行了磁场仿真分析,获得了不同材料不同位置的响应时间及磁感应强度。5.磁流变阻尼器响应时间的试验研究。测试了在不同活塞速度情况下,磁流变阻尼器的阻尼力随时间的变化,进而得到其响应时间;设计了测试磁流变阻尼器电磁线圈响应时间的试验方案,分析了阶跃上升电流和阶跃下降电流对电磁线圈响应时间的影响,测试所得结果与仿真结果趋势一致。基于研究所得响应时间的影响因素,对实习单位自主研发的磁流变阻尼器磁路结构进行了改进。