[发明专利]磁流变阻尼器快速优化设计方法

权利要求书

1.一种磁流变阻尼器快速优化设计方法，其特征在于，它包括步骤：

步骤一：根据期望的可调阻尼力和可调系数，在环形阻尼缝隙的厚度h取一初值的条件下，基于可调阻尼力公式和设定活塞运动速度条件下的可调系数公式，初步确定磁流变阻尼器的缸体横截面内半径R₄和活塞长度L₀；

步骤二：基于针对磁流变液的B-H曲线设定的环形阻尼缝隙中磁流变液预期的最大磁感应强度，计算环形阻尼缝隙的磁通量Φ，以依据磁通量守恒定律，确定出磁流变阻尼器形成的磁力线回路涉及的结构约束，从而根据应用需求调整并确定出磁流变阻尼器相应部件的结构参数；

步骤三：依据磁流变阻尼器形成的磁力线回路建立等效磁路，将整个磁力线回路的总磁阻R_mag分割为若干磁阻部分并给出各磁阻部分的计算公式；

步骤四：基于各磁阻部分的计算公式估算出励磁线圈加载最大电流值时，在不同环形阻尼缝隙厚度条件下，环形阻尼缝隙中磁流变液的真实磁感应强度，以得到环形阻尼缝隙中磁流变液的磁感应强度与环形阻尼缝隙厚度之间的关系，从而检验磁路是否出现磁动势不足或过饱和现象，以对磁流变阻尼器相应部件的结构参数实现调整目的；

步骤五：基于可调阻尼力公式和设定活塞运动速度条件下的可调系数公式，绘制出环形阻尼缝隙厚度与可调阻尼力的关系曲线图以及环形阻尼缝隙厚度与可调系数的关系曲线图，以根据应用需求最终确定环形阻尼缝隙厚度h的取值，以对上述步骤一至四中求出的与环形阻尼缝隙厚度h相关联的相应部件的结构参数进行确定或调整。

2.如权利要求1所述的磁流变阻尼器快速优化设计方法，其特征在于：

对于设置导磁保护环和隔磁保护环的磁流变阻尼器，所述步骤一具体包括：

1-1)环形阻尼缝隙的厚度h在取值范围0.5mm～2mm中任取一数值作为初值，根据式3)、4)，由期望的可调阻尼力F_τ及设定的活塞运动速度v_d条件下的可调系数χ，求出导磁保护环的横截面外半径R₃和长度L₁，

Fτ=6L1τBAPh---3)]]>

χ=πτBL1(2R3+h)h22η(2L1+L2)APvd---4)]]>

上式3)、4)中，η是磁流变液的零场粘度，τ_B是磁流变液的剪切屈服强度，A_P是活塞的有效横截面面积，L₁为导磁保护环的长度，L₂为隔磁保护环的长度且取值范围为4mm～6mm，R₃为导磁保护环的横截面外半径，

1-2)由公式R₄＝h+R₃求出磁流变阻尼器的缸体横截面内半径R₄以及由公式L₀＝2L₁+L₂求出活塞长度L₀；

对于未设置导磁保护环和隔磁保护环的磁流变阻尼器，所述步骤一具体包括：

1-1’)环形阻尼缝隙的厚度h在取值范围0.5mm～2mm中任取一数值作为初值，根据式3’)、4’)，由期望的可调阻尼力F_τ及设定的活塞运动速度v_d条件下的可调系数χ，求出铁芯的翼缘横截面半径R₂和长度L₃，

Fτ=6L3τBAPh---3,)]]>

χ=πτBL3(2R2+h)h22η(2L3+L4)APvd---4,)]]>

上式3’)、4’)中，η是磁流变液的零场粘度，τ_B是磁流变液的剪切屈服强度，A_P是活塞的有效横截面面积，L₃为铁芯的翼缘长度，L₄为线槽的长度且取值范围为1.5倍～2倍的铁芯的翼缘长度L₃，R₂为铁芯的翼缘横截面半径，

1-2’)由公式R₄＝h+R₂求出磁流变阻尼器的缸体横截面内半径R₄以及由公式L₀＝2L₃+L₄求出活塞长度L₀。