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运用于救护车的减振器的实验探究

发布者:阿强来源:

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磁流变减振器阻尼特性实验救护车上使用的磁流变减振器本文所用的磁流变减振器为流动和剪切混合模式,长约250mm,外径50mm,活塞杆直径为20mm,行程40mm,额定输入电压24v,最大静负荷7kn.磁流变减振器实验装置图减振器阻尼特性实验是在型号为hqz-0402的减振器综合性能试验台上进行的。实验过程为:活塞缸固定在底座上不动,活塞杆与台架连接作简谐振动,振幅为15mm.当无外加电压信号时,设定简谐振动的最高速度v0分别为0025m/s、006m/s、01m/s、015m/s、0165m/s、018m/s进行测试,测量活塞相对于缸体的相对位移和阻尼力并由计算机记录数据;对减振器依次施加5v、10v、15v和20v的电压信号重复上述实验。

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阻尼力-位移曲线减振器力-位移曲线是在最大速度v0分别为006m/s和015m/s,电压分别为0、5v、10v的实验条件下的阻尼力-位移曲线,从图中可以看出,减振器的滞回曲线非常饱满,减振耗能的性能良好;曲线圆润平滑,说明减振器工作平稳;保持设定最大速度不变的情况下,随着电压信号的增加,曲线面积增大,减振器消耗能量的能力明显增强;另一方面,在保持外加电压不变的情况下,随着设定振动速度的增加,减振能力也明显增加。

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阻尼力-速度关系减振器力-速度曲线给出了不同电压条件下,活塞速度与阻尼力的关系曲线,从图中可以看出,保持输入电压不变,随着活塞运动速度的增加,减振器的阻尼力也相应增加;逐步降低活塞的运动速度,减振器的阻尼力也相应减小,但与上升曲线并不重合,因此磁流变减振器的阻尼力与振动速度的关系是非线性的,存在明显的回滞现象。

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外加电压的变化与阻尼力的关系阻尼力与外加电压变化的关系曲线是在最大速度v0分别为006m/s和015m/s时减振器阻尼力与外加电压的变化曲线。由图可见,阻尼力随电压的增加而增大。当信号电压较小时,阻尼器的阻尼力与电压基本成线性关系,而电压较大时,阻尼力增加的幅度较小,在某一值附近出现饱和。

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结论磁流变减振器的实验结果表明在激振速度相同的条件下,随着信号电压的增加,减振器示功图中滞回曲线所包围的面积逐渐增大,在一个振动循环中所消耗振动系统的能量也逐渐增加;减振器的阻尼力可以连续调节,设计的关键是使超声波发生器、换能器、变幅杆和刀具组成一个谐振系统,从而使刀具能产生最大的振幅。由于超声波发生器和换能器一般是由专业生产厂家设计制造,故主要考虑变幅杆的设计以及变幅杆与刀具的连接问题。关于变幅杆的设计方法,国内外学者都做了大量的研究,本装置所用超声波发生器、压电陶瓷换能器均由专业厂家生产,设计时采用阶梯形变幅杆。

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