电阻形状记忆合金与磁流变联合传动装置分析与设计

来源 :重庆理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:willzhang86
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磁流变液与形状记忆合金都属于新型智能材料。其力学性能受外部因素(如热场或磁场等)进行连续控制。其突出的力学性能及其广阔的前景,促使了很多国内外学者对这两种材料及其应用器件进行了相关研究与分析。本文根据磁流变液在外部因素作用下产生的流变特性以及形状记忆合金在特定条件下的形状记忆效应,提出了电阻形状记忆合金与磁流变联合传动的方法,进行了关于该联合传动的传动机理、装置的传动结构、设计原理以及相关实验检测方法的探究,为研发出结构简单、响应速度快、运行可靠、易于自动控制、安全、环保、节能、使用寿命长的新型智能传动装置打下一定的基础,希望为推动形状记忆合金和磁流变液在传动工程领域的开发研究提供一种新的思路。论文的主要研究工作如下:1)介绍了形状记忆合金的热效应特性,介绍了磁流变液的组成和制备,磁流变效应机理,通过对磁流变液剪切屈服应力的研究,分析了影响剪切屈服应力的因素;探究了磁流变液粘度以及屈服应力随温度变化的关系。2)分析了电阻形状记忆合金与磁流变联合传动工作原理及工作过程,推导了热效应下形状记忆合金驱动的磁流变液与滑块摩擦联合传动的转矩方程,建立了联合传动转矩与磁场强度、温度、转速、材料特性、结构尺寸等参数之间的关系式。3)介绍了磁流变液的工作方式,并基于剪切模式下推导了筒式和盘式磁流变液传递的转矩方程,同时对本装置中摩擦滑块辅助传动进行了分析,并建立了数学模型,基于传动与制动联系,分析了制动装置制动的制动性能。4)基于电阻形状记忆合金与磁流变液联合传动装置的传动特点,分析了整个装置的传力性能,并推导了热效应下形状记忆合金驱动的磁流变液与滑块摩擦联合传动的转矩方程,建立了联合传动转矩与磁场强度、温度、转速、材料特性、结构尺寸等参数之间的关系式。5)基于联合传动的工作原理,对圆筒式和圆盘式磁流变传动部分以及电阻形状记忆合金弹簧辅助传动部分进行了设计与分析,利用有限元分析软件,明确了励磁线圈分布方式对装置的影响。6)进行了电阻形状记忆合金弹簧驱动力实验,通过对比分析理论值与实验值的数据,验证本文建立的电阻形状记忆合金弹簧驱动力模型的正确性;同时验证了本文所选用的磁流变液的传力性能以及所建磁流变液传动部分转矩方程的正确程度。
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