高速列车用可变刚度磁流变阻尼器
高速列车在运行的过程中，由于铁轨的不平顺度以及其它因素，会引起车体的振动。这种振动不但降低了乘客乘坐的舒适性，并且还影响到列车运行的稳定性以及安全性。传统的列车用阻尼器多为被动振动控制系统，依靠阻尼器和弹簧之间的搭配来达到减振作用，其作用效果仅在一定的振动频率内最佳;而主动振动控制系统效果虽好，但其控制方法复杂，并且需要消耗大量的外部能量，不适合大范围的实施应用。 随着人们对于智能材料的认识与研究，多种新型材料的特性被人们挖掘出来。磁流变液作为其中的一种，由于具有随磁场强度变化的流变性，被应用于制作新型阻尼器。但传统的磁流变(MR)阻尼器只能够调节阻尼的变化，却无法改变悬挂系统的刚度。本文的意义在于设计出一种可变刚度的磁流变阻尼器，其阻尼与刚度可随着单个磁流变阻尼器控制电流的变化而改变。 本文首先介绍了磁流变液的特性以及磁流变阻尼器的种类，分析了其常用物理模型的回环特性，并制作出一款传统双出杆式磁流变阻尼器。通过仿真以及实验得出结论:单纯的磁流变阻尼器只能够达到变阻尼的效果，却无法使刚度可变。 本文随后提出了一种可变刚度变阻尼半主动振动控制系统模型，模型是由弹性单元以及阻尼单元通过串并联结构组成。通过系统原始模型以及等效模型，得到系统动力学方程，进而推导出模型的传递函数以及频域函数。通过比较原始模型与等效模型的频域函数，得到系统的等效刚度与等效阻尼表达式。通过表达式可以发现系统等效刚度与阻尼与单个参数之间的关系。 依据所提出的可变刚度变阻尼半主动振动控制系统模型，设计加工出一款可变刚度的磁流变阻尼器。分析其不同作用阶段的力与位移关系，通过仿真与实验验证其具有随控制电流变化的可变刚度和变阻尼的磁流变阻尼器特性。
高速列车;可变刚度磁流变阻尼器;振动控制;磁流变液材料
合肥工业大学
硕士
测试计量技术及仪器
邓华夏
2015
中文
U292.914
79
2016-03-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）