磁流变弹性体挤压工作模式减振结构的概念设计及系统分析【开题报告】.doc

1、毕业论文开题报告机械设计制造及其自动化磁流变弹性体挤压工作模式减振结构的概念设计及系统分析一、选题的背景与意义磁流变弹性体MAGNETORHEOLOGICALELASTOME是由高分子聚合物如橡胶等和铁磁性颗粒组成，混合有铁磁性颗粒的聚合物在外加磁场作用下固化，利用磁流变效应（即铁磁性颗粒在磁场方向形成链或柱状聚集结构），使颗粒在基体中形成有序结构。由于磁流变弹性体固化后的有序结构根植在基体中，因此它的力学、电学、磁学诸性能可以由外加磁场来控制。它兼有磁流变材料、磁性橡胶和弹性体的优点，又克服了磁流变液沉降、稳定性差、颗粒易磨损等缺点，因而近年来成为磁流变材料研究的一个热点。20世纪4O年代，

2、科学研究工作者发现了磁流变现象，即在外加磁场下，磁流变弹性体的流变特性会随外加磁场强度的变化而变化。随着对磁流变弹性体的研究的深入，人们发现其刚度在外加磁场的增加时，会显著增加；当外加磁场撤去时，磁流变体又恢复到原来的状态，并且其响应时间仅为几毫秒。由于磁流变弹性体减振器具有体积小、功耗少、阻尼力大、动态范围广、频率响应高和适应面宽的优点。特别是避免了传统的被动式减振器适应性差和主动减振器控制算法复杂和控制器稳定性问题。使之成为磁流变弹性体重要的应用和研究领域之一。目前国际上研究出很多基于磁流变弹性体的减振器。尽管在形式上各不相同，但可以总结为3大类压力驱动模式、剪切模式和挤压模式。基于挤压式

3、减振器小位移大阻尼的特点，多应用于精密仪器天平，光学设备等消除外界振动噪声的干扰。由于磁流变弹性体的研究还处于初步阶段，且磁流变弹性体减振器是最近几年刚刚兴起，还没有较为完善的理论体系。目前对其的研究大多是以试验为主，尽管试验有较高的针对性和准确性。但由于试验普适性差，很难对减振器的初步设计有参考和指导意义。开展对磁流变弹性体在挤压模式下的减振结构概念设计的理论模型的分析和理论研究已非常迫切。二、研究的基本内容与拟解决的主要问题本课题研究的基本内容主要包括以下几个方面1查阅与磁流变弹性体研究和振动控制研究有关的国内外文献资料，然后进行整理、归纳和总结。2提出挤压工作模式下基于磁流变弹性体的减振

4、结构的概念设计方案。3对其中一种概念设计方案进行系统分析，研究其减振效果。4总结分析影响减振效果的因素。拟解决主要问题1收集国内外相关研究资料，充分了解研究现状。2提出基于磁流变弹性体在挤压工作下的减振结构的概念设计方案。3完成某一减振概念设计的系统分析，并进行相关总结分析。三、研究的方法与技术路线鉴于目前国内外对磁流弹性体的相关研究都是处于起步阶段，因此，本项目的研究工作具有相当的挑战性。拟采取的研究方法如下1查阅与磁流变弹性体和振动控制有关的国内外文献，并进行整理、归纳和总结。2提出挤压工作模式下基于磁流变弹性体的减振结构的概念设计方案。3用CAD画出概念设计方案的简图。4利用SIMULI

5、NK对一种减振方案进行系统分析。5总结项目研究，提出进一步的研究方向和发展趋势；撰写学位论文，准备答辩。四、研究的总体安排与进度20101115至20101220查阅中外相关文献，总结分析，完成文献综述与开题报告。20101221至20110131查阅国内外文献，完成文献翻译工作。20110201至20110430设计提出挤压工作模式下基于磁流变弹性体的减振结构的概念设计方案。20110501至20110521完成减振结构的简图，并利用SIMULINK对其中一种方案进行系统分析。20110522至20110601总结研究工作，撰写毕业论文，准备论文答辩。五、主要参考文献1TSHIGA,AOKA

6、DA,TMAGNETROVISCOELASTICBEHAVIOROFCOMPOSITEGELSJJAPPLPOLYMSCI,1995,5847877922MRJOLLY,JDCARLSONMAGNETROVISCOELASTICRESPONSEOFELASTOMERCOMPOSITESCONSISTINGOFFERROUSPARTICLESEMBEDDEDINAPOLYMERTMATRIXJJINTELMATERSYSTSTRU,1996,76136223JMGINDER,MENICHOLS,LDELIE,JLTARDIFFMAGNETORHEOLOGICALELASTOMERSPROPERT

7、IESANDAPPLICATIONSCPROOFSPIE,1999,36751311384JMGINDER,MENICHOLS,LDELIE,SMCLARKAKCONTROLLABLESTIFNESSONMAGNETORHEOLOGICALELASTOMERSCPROOFSPIE,2000,39854184255LCDAVISMODELOFMAGNETORHEOLOGICALELASTOMERSJJAPP1PHYS,1999,856334833516GBOSSIS,CABBOR,SCUTILLASELECTROACTIVEANDELECTROSTRUCTUREDELASTOMERSJINTJM

8、ODPHYSB,2001,155645737SBEDNAREKTHEGIANTMAGNETOSTRICTIONINFERROMAGNETICCOMPOSITESWITHINANELASTORNERMATRIXJAPPLPHYSA,1999,6863678MLOKANDER,BSTENBERGPERFORMANCEOFISOTROPICMAGNETORHEOLOGICALRUBBERMATERIALSJPOLYMTEST,2003,222452519YSHEN,MFGOLNARAGHI,GRHEPPLEREXPERIMENTALRESEARCHANDMODELINGOFMAGNETORHEOLO

9、GICALELASTOMERSJJINTE1MATERSYSTSTRU,2004,15273510LILIANABORCEAOSCARBRUNOONTHEMGNETOELASTICPOPERTIESOFELASTOMERFERROMAGNETCOMPOSITESJOURNALOFTHEMECHANICSANDPHYSICSOFSOLIDS,49,2001PP2877291911李剑锋,龚兴龙,张培强等,硅橡胶基磁流变弹性体的研制J功能材料,2006,6371005101212邓华夏,龚兴龙,张培强等,磁流变弹性体调频吸振器的研制J功能材料,2006,53779079213顾仲权振动主动控制M北

10、京航空工业出版社,199714张春红,汤炳新主动隔振技术的回顾与展望J河海大学常州分校学报2006,1621615尚国清,郭有松,舰船振动隔离技术理论与应用研究进展J舰船科学技术2006,281151816张磊,付永领,刘永光,何琳主动隔振技术及其应用与发展J机床与液压2005，5917孙红灵,张培强,张鲲主动隔振与动力吸振器的联合减振研究J机械强度2005，27443243518汪建晓,孟光磁流变弹性体研究进展J功能材料2006,37570670919汪建晓，王世旺，孟光挤压式磁流变弹性体阻尼器转子系统的振动特性实验J航空学报2008,291919420王鸿云，郑惠强，李泳鲜基于挤压式模式下磁流变液力学行为的实验研究J仪器仪表学报2009，30484885121付华，傅周东，吴根茂挤压式磁流变体减振器阻尼力的分析J机械工程2003,3926165