变间隙磁流变胶泥缓冲器理论研究与试验验证

作者：刘驰; 付本元^*; 居本祥; 段俞洲; 王宏; 张贤明

来源：振动与冲击, 2023, 42(16): 120-154.

DOI：10.13465/j.cnki.jvs.2023.16.014

• 磁流变(MR)胶泥缓冲器
• 变间隙
• 动态磁场
• 局部损耗

传统磁流变(magnetorheological, MR)缓冲器通常采用等间隙阻尼流道，对于冲击环境下仅靠励磁控制方法实现柔顺耗能极具挑战。针对此问题，提出一种缸筒截面具有锥度特征的磁流变胶泥缓冲器，其阻尼间隙随活塞位移增大而逐渐减小，同时伴随磁感应强度增大，进而提升阻尼力，以期通过结构设计方法补偿冲击环境下缓冲力的衰减。通过建立双坐标系分析了动态磁场与位移、电流之间的关系；采用微分思想将变间隙阻尼通道分为若干微元，基于Herschel-Bulkley (HB)本构模型得到微元阻尼通道的截面流速分布；考虑局部损耗，构建了HB-Minor Losses(HBM)动力学模型，定量分析了各局部损耗因素的影响；进一步分析了位移变化对截面流速、局部损耗压降、总压降的影响。搭建了锤重为93.2 kg的冲击试验平台，并开展了不同冲击速度和电流下缓冲器动力学性能测试。结果显示缓冲器具备良好的可控性，其动态范围高达2.0,最大缓冲力达55 kN。将试验结果与理论模型进行比较，发现HBM模型能够准确预测变间隙磁流变胶泥缓冲器动力学性能。

• 单位
  重庆工商大学; 重庆理工大学