基于智能材料的振动阻尼器的研究

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高温合金叶轮是高性能航空发动机实现模式创新和技术突破的关键部件,但高温合金材料在加工环节易产生振动,对叶轮的生产效率和质量有很大的影响。磁流变弹性体作为一种高性能智能材料,具有较强的可逆性与可控性,适用于宽频振动的控制。本文以国内外学者在该方面的研究成果为基础,针对高速切削加工过程中产生振动的情况,对加工领域的磁流变弹性体阻尼器进行了研究。  本文重点研究了该阻尼器的磁路结构,基于磁路设计原理及实际应用,总结了磁路的设计方法,并对该阻尼器的磁路进行计算,确定了该阻尼器中各组成部分的磁饱和顺序。由结果可知,该阻尼器在磁场作用下,铁芯第一个处于磁饱和。其次是磁流变弹性体部分,所以要对磁流变弹性体阻尼器进行优化,使铁芯和磁流变弹性体同时达到饱和。  基于电磁学的基本理论,同时运用ANSYS对磁场下的该阻尼器的模型进行有限元模拟。分析所得图像可知,该阻尼器的磁芯部分将最先达到饱和,其次是磁流变弹性体部分,与磁路计算结果一致,且磁流变弹性体中的磁场强度始终没有饱和,提高了磁路的利用率,并研究了在不同的控制电流下,该阻尼器中磁流变弹性体部分的磁场情况。结果表明:在控制电流范围内,该阻尼器磁路部分的磁场强度随电流的增大而增大,为磁流变弹性体的工程应用奠定基础。  根据有限元分析的结果可探究:控制电流与振动频率其一为定值时,该磁流变阻尼器的振动抑制效果。从而为每一种频率的振动寻找最合适的控制电流,为使其广泛应用于工业领域做充足的准备。
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