圆柱形磁流变液制动器的分析与设计[外文翻译].doc

圆柱形磁流变液制动器的分析与设计

概要
磁流变液制动器是一种通过磁流变液的剪切力来传递转矩的装置。磁流变旋转制动器具有这样的性质，它的制动转矩能随外加制动力的变化而迅速的变化。本文从理论上对磁流变液制动器的设计方法进行了研究。在制动器内的磁流变液材料所传递的转矩的方程的获得为圆柱形制动器的设计提供了理论基础。基于这个方程，通过数学处理，体积的估计，圆柱形磁流变液制动器中的环形磁流变液的厚度和宽度就可以得到。
1.介绍
磁流变液由稳定的微粒的悬浮液组成，磁性粒子散布在载体液如硅油或水中。当外加磁场作用的时候，悬浮颗粒的极性就会导致磁流变液的磁流变效应。磁流变效应就会直接影响磁流变液的力学性质。磁流变液中的悬浮颗粒就会被磁化，并且顺着磁场的方向呈链状排列。这些颗粒链的形成就会限制磁流变液的运动，所以就能够增强液体的应力。这些随着磁场力的变化是迅速的，可逆的，可控的。磁流变液的这种力学性质能够被应用于磁控装置例如磁流变液旋转制动器，离合器中。为了设计一个给定要求的磁流变液制动器，首先必须建立磁流变液产生的转矩与结构参数，磁场力之间的关系。本文从理论上对圆柱式磁流变液制动器的基本设计方法进行了研究。宾汉模型被用于描绘承受外界磁场力的磁流变液的组成形态。分析在制动器内磁流变液所传递的转矩的理论方法已经形成。转矩的工程表达式为制动器的设计提供了理论基础。基于这个等式，通过数学运算，在制动器的环形磁流变液的体积和厚度就可以得出。
2.工作原理
磁流变液制动器是一个通过磁流变液的剪切应力来传递转矩的装置。磁流变液旋转制动器有这样一个性质就是制动转矩能够随着外加磁场力的变化而迅速地变化。在图一中展示圆柱形磁流变液制动器的工作原理。在固定的外圆柱体和滚动体之间的工作间隙内充满了磁流变液。滚动体以 的角速度进行旋转。
在不施加磁场力时，磁流变液的悬浮颗粒不能够限制外圆柱体和滚动体的相对运动。不过在工作过程中，当电流通过电磁铁线圈时磁通路就会形成。结果，这些粒子就沿磁通路的方向集中在一起呈链状结构。这些链状结构能够限制磁流变液的运动，所以就增强了液体的剪切应力。通过利用磁流变液的剪切力来完成制动。通过改变外加磁场力的大小能够连续地调整制动力矩的大小。