自供能減振器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及優(yōu)化.doc

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1、 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開(kāi)題報(bào)告 題 目： 自供能智能減振器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及優(yōu)化 系： 機(jī)械工程學(xué)院 專(zhuān) 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué)生姓名： 王勇 學(xué) 號(hào)： 200902010138

2、 指導(dǎo)教師： 魏克湘 2013年 03 月 10 日 開(kāi)題報(bào)告填寫(xiě)要求 1．開(kāi)題報(bào)告（含“文獻(xiàn)綜述”）作為畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)對(duì)學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報(bào)告應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見(jiàn)及所在專(zhuān)業(yè)審查后生效。 2．開(kāi)題報(bào)告內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書(shū)寫(xiě)或按此電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式（可從教務(wù)處網(wǎng)頁(yè)上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應(yīng)及時(shí)交給指導(dǎo)教師簽署意見(jiàn)。 3．“文獻(xiàn)綜述”應(yīng)按論文的格式成文，并直接書(shū)寫(xiě)（或

3、打?。┰诒鹃_(kāi)題報(bào)告第一欄目?jī)?nèi)，學(xué)生寫(xiě)文獻(xiàn)綜述的參考文獻(xiàn)應(yīng)不少于10篇（不包括辭典、手冊(cè)），其中至少應(yīng)包括1篇外文資料；對(duì)于重要的參考文獻(xiàn)應(yīng)附原件復(fù)印件，作為附件裝訂在開(kāi)題報(bào)告的最后。 4．統(tǒng)一用A4紙，并裝訂單獨(dú)成冊(cè)，隨《畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說(shuō)明書(shū)》等資料裝入文件袋中。  畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開(kāi) 題 報(bào) 告 文獻(xiàn)綜述：結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料， 每人撰寫(xiě)2500字以上的文獻(xiàn)綜述，文后應(yīng)列出所查閱的文獻(xiàn)資料。 文 獻(xiàn) 綜 述 0 引言 機(jī)械或機(jī)構(gòu)系統(tǒng)在其平衡位置附近的往復(fù)運(yùn)動(dòng)稱(chēng)為振動(dòng)【1】。早在遠(yuǎn)古時(shí)期，人們就注意到這種物理現(xiàn)象，制作

4、出利用振動(dòng)發(fā)聲的各種樂(lè)器。 隨著人們對(duì)振動(dòng)的認(rèn)識(shí)和了解，19世紀(jì)后期，人們?cè)谥圃靹?dòng)力機(jī)械、建造橋梁等工程實(shí)踐中遇到大量災(zāi)難性振動(dòng)問(wèn)題及由此產(chǎn)生的噪音、疲勞問(wèn)題，吸引眾多的力學(xué)家和工程師致力于工程振動(dòng)問(wèn)題的研究，發(fā)展了近似分析方法和實(shí)驗(yàn)方法。自20世紀(jì)20年代起，振動(dòng)逐漸成為機(jī)械工程師、結(jié)構(gòu)工程師必須了解的知識(shí)，成為高等工程教育的重要內(nèi)容之一。 當(dāng)今，飛行器、船舶、車(chē)輛等運(yùn)載工具和汽輪機(jī)、機(jī)器人等機(jī)電產(chǎn)品都需要在短期內(nèi)不斷更新?lián)Q代，以適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)下的產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)和人們對(duì)可靠些、舒適性等不斷增長(zhǎng)的要求。由于結(jié)構(gòu)日趨輕柔，機(jī)械日趨高速，環(huán)境日趨復(fù)雜，振動(dòng)及由此產(chǎn)生的噪聲、疲勞制約了通常只考慮靜載荷和

5、靜特性，在產(chǎn)品試制出來(lái)后再作動(dòng)載荷校核或振動(dòng)特性測(cè)試。但有些時(shí)候振動(dòng)是無(wú)法避免的，比如說(shuō)汽車(chē)走在起伏的路面上的顛簸，這個(gè)時(shí)候往往我們需要在車(chē)輛上面加載減振系統(tǒng)。隨著科技的發(fā)展減振系統(tǒng)也迅速發(fā)展目前在車(chē)輛減振方面已經(jīng)做出了很大的改進(jìn)。但是對(duì)于超精密隔振平臺(tái)系統(tǒng)，由于隔振要求很高，采用被動(dòng)隔振方法，將無(wú)法達(dá)到良好的隔振效果。而傳統(tǒng)的主動(dòng)隔振技術(shù)雖然能夠很好滿(mǎn)足隔振平臺(tái)的高精度、快響應(yīng)的振動(dòng)控制要求，但由于結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，且需要消耗大量的能源，在應(yīng)用中具有一定局限性。隨著材料科技的飛速發(fā)展，基于各種智能材料與結(jié)構(gòu)的主被動(dòng)混合隔振技術(shù)為超精密隔振平臺(tái)效果的進(jìn)一步提高提供了一個(gè)有效的解決方法。

6、1 電流變液技術(shù)概念及其特點(diǎn)和發(fā)展前景 電流變液(Electro-rheological fluid,簡(jiǎn)稱(chēng)ERF)是一種新型的智能材料，它的流變性質(zhì)(黏度、屈服應(yīng)力、剪切模量等)可以很容易的通過(guò)外加電場(chǎng)控制。電流變液體不是一種單組分的液體，也不是多組分的溶液，而是一種由介質(zhì)的固體粒子和絕緣性良好的基礎(chǔ)液所組成的懸浮液。美國(guó)學(xué)者WINSLOW在20世紀(jì)40年代末首先發(fā)現(xiàn)這種液體具體非常奇特的性能，在電場(chǎng)作用下起表現(xiàn)黏度可比無(wú)電場(chǎng)下增大幾個(gè)數(shù)量級(jí)，而且可隨電場(chǎng)強(qiáng)度的不同發(fā)生無(wú)級(jí)的連續(xù)的變化【2】。另外ER液體在外加電場(chǎng)時(shí)在毫秒內(nèi)可以從液態(tài)轉(zhuǎn)換到固體液態(tài)，這種現(xiàn)象稱(chēng)為電流變效應(yīng)(ER 效應(yīng))，也稱(chēng)

7、WINSLOW效應(yīng)。 到目前為止，人們共發(fā)現(xiàn)了3種電流變效應(yīng)：1)當(dāng)ER液體的流變性質(zhì)隨外加電場(chǎng)的增加而有所提高時(shí)被定義為正電流變效應(yīng)；2)當(dāng)ER液體的流變性質(zhì)隨外加的電場(chǎng)的增加而降低時(shí)被稱(chēng)為負(fù)電流變效應(yīng)；3)在某些ER體系中，正和負(fù)電流變效應(yīng)均可通過(guò)紫外線光照射而提高，這時(shí)電流變效應(yīng)稱(chēng)為光-電流變效應(yīng)。 美國(guó)能源部在1992年5月《電流變液體評(píng)估報(bào)告》中認(rèn)為“電流變液體將使工業(yè)和技術(shù)的若干部門(mén)出現(xiàn)革命性的變革”。但電流變液體沒(méi)有得到普遍的應(yīng)用，主要是由于電流變液體剪切強(qiáng)度低，只達(dá)到10 KPa左右，不能滿(mǎn)足工程應(yīng)用要求。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，研究人員在電流變液體研究方面獲得重要突破，成功研究了具有

8、巨電流變(giant electrorheological,簡(jiǎn)稱(chēng)GER)效應(yīng)的納米顆粒電流變液體。GER流體由表面包裹有尿素薄層的BaTiO(C2O4)2納米顆粒與硅油混合而成。此類(lèi)材料的電流變效應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)突破了通常理論所預(yù)測(cè)的“上限”，剪切強(qiáng)度可超過(guò)130 KPa，比現(xiàn)有電流變液體高一個(gè)數(shù)量級(jí)以上。巨電變流材料的成功研究標(biāo)志著電流變液體的一項(xiàng)重大進(jìn)展，再度引發(fā)人們將此項(xiàng)技術(shù)商業(yè)化的興趣。 電流變理論的核心內(nèi)容是弄清楚ER效應(yīng)的機(jī)理，即分析ERF在包括電場(chǎng)在內(nèi)的外場(chǎng)作用下，粒子間的相互作用力產(chǎn)生的原因，建立起有關(guān)的物理數(shù)學(xué)模型，解釋并預(yù)測(cè)ER效應(yīng)與材料性能、電場(chǎng)等的關(guān)系，從而用于指導(dǎo)高性能ERF

9、的開(kāi)發(fā)。但由于ER效應(yīng)涉及到濃懸浮液中的粒子在剪切場(chǎng)和電場(chǎng)中的相互作用，其物理性能很復(fù)雜。隨著人們對(duì)ER液體的研究，逐步提出了“水橋”機(jī)理、雙電層機(jī)理、靜電極化模型、導(dǎo)電模型以及層模型等幾個(gè)主要機(jī)理來(lái)解釋傳統(tǒng)電流變液體的電流變效應(yīng)。研究人員提出了“表面極化飽和模型”，圓滿(mǎn)解釋了GER效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。有一些文獻(xiàn)總結(jié)了較前ER技術(shù)和ER效應(yīng)的機(jī)理研究所取得的工作進(jìn)展。筆者全面回顧了ER效應(yīng)的傳統(tǒng)機(jī)理以及ER效應(yīng)機(jī)理研究進(jìn)展、ER效應(yīng)屈服應(yīng)力方程。ER效應(yīng)機(jī)理主要有雙層電層理論和“水橋”機(jī)理、極化模型、導(dǎo)電模型以及解釋巨ER效應(yīng)的表面極化飽和模型。 影響ER效應(yīng)的因素非常多，這些因素包括外加電場(chǎng)強(qiáng)

10、度、電場(chǎng)頻率、顆粒的導(dǎo)電率、顆粒尺寸和形狀、顆粒的介電性質(zhì)、顆粒的體積分?jǐn)?shù)、溫度、水的含量、液體介質(zhì)等?？紤]到所有的影響因素合成一種理想的電流變材料變得十分困難，而提出能夠解釋所有電流變效應(yīng)的模型和機(jī)理更是難上加難。但是合理全面的機(jī)理模型對(duì)合成材料具有良好的知道作用，而且有較高的剪切應(yīng)力的電變流材料的成功合成對(duì)機(jī)理的發(fā)展起到了推動(dòng)作用，二者相輔相成，不可或缺【3】。 2 電流變液減振器 1939年winslow發(fā)現(xiàn)電流變效應(yīng)以來(lái)，電流變材料在減振降噪領(lǐng)域的巨大應(yīng)用潛力愈來(lái)愈受到人們的重視。改變ERF周?chē)碾妶?chǎng)強(qiáng)度，ER流體的粘-剪特性將發(fā)生顯著變化。利用這一特性設(shè)計(jì)電流變(ER)減振器，具

11、有響應(yīng)速度快、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制、減振降噪能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，是實(shí)現(xiàn)汽車(chē)和土木結(jié)構(gòu)智能化振動(dòng)控制的新一代高性能裝置。 3 電流變液減振器目前研究狀況【4】 從實(shí)現(xiàn)電流變液減振器產(chǎn)品化角度出發(fā)，電流變液減振器的研究圍繞結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)兩個(gè)方面進(jìn)行。在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，由于電流變液材料在減振降噪領(lǐng)域的巨大應(yīng)用潛力，使得人們?cè)贓R材料被首次發(fā)現(xiàn)以來(lái)就一直致力于各種新型結(jié)構(gòu)電流變阻尼器的開(kāi)發(fā)研究，并取得了一系列有價(jià)值的成果，迄今為止，已經(jīng)設(shè)計(jì)出多種各具特色的電流變阻尼模型裝置。國(guó)外1980年代初期就開(kāi)始了采用電流變液體為工作介質(zhì)問(wèn)題的可調(diào)阻尼懸架減振器的研究。Hurray Sturk等人研制電

12、流變減振器內(nèi)部設(shè)置了5個(gè)鋁制同心套筒，整個(gè)套件以空心銅制活塞桿為軸，充當(dāng)活塞。Petek N等設(shè)計(jì)了帶有充氣室的雙筒式電流變減振器。Douglas研制出的一周電流變液減振器能產(chǎn)生較大的阻尼力。S.B.Choi等人設(shè)計(jì)的電流變減振器將電極施加在內(nèi)筒與外筒之間。Isaow等申請(qǐng)了多項(xiàng)流動(dòng)模型式的電流變減震器專(zhuān)利。國(guó)內(nèi)北京理工大學(xué)魏宸官等申請(qǐng)了兩項(xiàng)電流變液減振器專(zhuān)利。李天劍、高晶敏等研制了三筒式結(jié)構(gòu)的電流變液減振器。 4 ER減振器結(jié)構(gòu)【4】 綜合這些阻尼器，按照阻尼力形成的機(jī)理可分為兩類(lèi)：剪切型ER減振器和控制閥型ER減振器。 4.1基于流動(dòng)模式ER阻尼器 流動(dòng)模式阻尼器的特點(diǎn)是在流動(dòng)模式

13、中電極間隙對(duì)ER流體產(chǎn)生節(jié)流作用，進(jìn)而形成了阻尼力。目前有兩種結(jié)構(gòu)類(lèi)型，一種阻尼器有旁通油路，其阻尼力是由電流變效應(yīng)對(duì)油液的節(jié)流作用而得到。該ER阻尼器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)靈活性大，電極固定，阻尼力較剪切模式大、電源工作電壓叫剪切模式低，但是體積較大，密封性要求較高。另一種阻尼器無(wú)旁通油路，該類(lèi)型阻尼器制造精度要求相對(duì)較低，結(jié)構(gòu)比有旁通油路的更緊湊，但是對(duì)油液的流動(dòng)性要求更高，即電流變液的沉淀性問(wèn)題更明顯。 4.2基于流動(dòng)模式ER阻尼器 剪切型ER減振器主要由活塞桿、活塞體、電極、工作缸及貯油缸等幾個(gè)主要部分組成。剪切模式的特點(diǎn)是電極間隙內(nèi)的ER流體基本上處于非流動(dòng)狀態(tài)，阻尼力僅來(lái)源于電極對(duì)流體的剪切

14、作用。一種結(jié)構(gòu)是單個(gè)電極間隔，其阻尼力是與速度有關(guān)的被動(dòng)阻尼和僅與電場(chǎng)強(qiáng)度有關(guān)的主動(dòng)阻尼，這種阻尼器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是阻尼力相對(duì)較小，活塞運(yùn)動(dòng)精度要求不高，電極間隙不能太小，電源工作電壓較高。另一種阻尼器是多個(gè)電極間隔，它能產(chǎn)生的阻尼力相對(duì)較大，但是由于電極對(duì)增加，活塞運(yùn)動(dòng)精度要求相對(duì)較高。 4.3控制閥型ER減振器 控制閥型ER減振器能夠?qū)⒐ぷ鹘橘|(zhì)與控制介質(zhì)分離，其主要結(jié)構(gòu)為：活塞、活塞桿、工作缸、貯油缸、活塞閥、底閥、控制閥組成。普通液壓油作為工作介質(zhì)，控制閥組成。普通液壓油作為工作介質(zhì)，控制閥的電極間隙內(nèi)充滿(mǎn)的ER流體為控制介質(zhì)。電流變液僅用于控制控制閥口的開(kāi)啟的大小，工作介質(zhì)流經(jīng)控制

15、閥口的節(jié)流作用形成阻尼力?？刂崎y型ER減振器能完全避免ER流體高剪切率失效的問(wèn)題。并且工作介質(zhì)與控制介質(zhì)完全分離，減振器的阻尼力不直接由ER流體的剪切力產(chǎn)生，控制閥型ER減振器的阻尼力調(diào)節(jié)范圍明顯優(yōu)于剪切型ER減振器。 4.4基于復(fù)合模式阻尼器 復(fù)合模式ER阻尼器中阻尼力的產(chǎn)生是由于ER流體在流經(jīng)工作電極間隙對(duì)ER流體的剪切作用加上電極間隙對(duì)ER流體的節(jié)流作用共同完成的。該類(lèi)型阻尼器的有點(diǎn)是阻力更大，結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，但是其制造精度叫剪切模式和流動(dòng)模式阻尼要求更高。 4.5其他類(lèi)型ER阻尼器 目前已經(jīng)研發(fā)出盤(pán)型模式ER阻尼器、擠壓膜阻尼器、組合阻尼器。盤(pán)型模式ER阻尼力來(lái)源于電極

16、對(duì)流體的剪切作用。由于該類(lèi)型阻尼器是盤(pán)型，所以其電極有效面積顯著增加，相對(duì)來(lái)說(shuō)必須多加一個(gè)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換器，對(duì)制造精度要求高。擠壓模ER阻尼器的阻尼力來(lái)源于被動(dòng)阻尼器提供的阻尼力和剪切式電流變阻尼器的阻尼力和剪切式電流變阻尼器提供的阻尼力，該阻尼器工作性能更可靠，但是其體積龐大，被動(dòng)阻尼力較大，主動(dòng)阻尼里調(diào)節(jié)范圍較小。 5 ER減振器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)解決的問(wèn)題 目前在ERF減振器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面存在一些問(wèn)題需要解決，這些問(wèn)題關(guān)系到電流變液體器件的成功使用。 5.1 電場(chǎng)及電壓 有關(guān)高壓電場(chǎng)的施加是急待解決的問(wèn)題。ERF減振器需要高電壓使ER流體的流動(dòng)阻力在很短時(shí)間內(nèi)得到明顯改變，要求電極面積足夠大以

17、保證ERF的流動(dòng)阻力可根據(jù)需要而增加，所以當(dāng)電壓一定，較大的電極間隙將導(dǎo)致電場(chǎng)強(qiáng)度減小，則ERF減振器外部尺寸增大，如果間隙過(guò)小，那么在高壓加上時(shí)可能發(fā)生擊穿現(xiàn)象，導(dǎo)致電場(chǎng)失效。此外電絕緣、體積小、重量輕的高壓電源制造，也是需要認(rèn)真考慮的問(wèn)題。 5.2 散熱 高溫影響ERF減振器的正常工作，流體的飽和氣壓在高溫下將減小，流體容易產(chǎn)生乳化作用，雖然ERF減振器的阻尼力隨著ER流體的表觀流動(dòng)阻力的改變而改變，但它仍是一種能耗減振器，當(dāng)流體中有空氣時(shí)，流體變成有彈性的且其性能不穩(wěn)定，這將對(duì)阻尼力的產(chǎn)生有不利的影響，嚴(yán)重的乳化有可能最終導(dǎo)致減振器工作的失效。ERF減振器的阻尼力通過(guò)改變ER

18、流體的流動(dòng)阻力自動(dòng)適應(yīng)于道路狀況，高溫降低ER流體的粘度，不太容易產(chǎn)生高阻尼力。所以，在ERF撼振器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，散熱性是必須考慮的重點(diǎn)，從而避免ERF減振器在高溫環(huán)境中工作失效。 5.3 對(duì)ER流體的要求 目前，不管性能如何的電流變液體，大都停留在實(shí)驗(yàn)的可研階段，真正能夠作為商品大批量生產(chǎn)和向工程人員提供的電流變液體幾乎沒(méi)有。粘度、熱穩(wěn)定性、臨界電壓、介電特性、高等流動(dòng)性、耐磨能力以及無(wú)電泳現(xiàn)象的發(fā)生是選用電流變液體的關(guān)鍵因素。 6電流變液減振器的特點(diǎn)【4】 ER減振器自身的響應(yīng)速度快、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制、減振降噪能力強(qiáng)等特點(diǎn)使得它愈來(lái)愈受到機(jī)電行業(yè)和

19、汽車(chē)行業(yè)的重視。粘度、熱穩(wěn)定性、臨界電壓、介電特性、高的流動(dòng)性、耐磨能力以及無(wú)電泳現(xiàn)象的發(fā)生、控制系統(tǒng)、商品化等問(wèn)題是ER減振器有待解決的難題。綜上所述，ER減振器是一種很有發(fā)展?jié)摿Φ男滦蜏p振器，必將是機(jī)電、汽車(chē)、武器等行業(yè)日漸青睞的對(duì)象。 7 結(jié)論 隨著電流變液體材料研究的不斷發(fā)展，越來(lái)越多電流變液材料的性能滿(mǎn)足電流變效應(yīng)，且剪切力也不斷提高，利用電流變液效應(yīng)來(lái)設(shè)計(jì)電流變液減振器并應(yīng)用于工程實(shí)踐中是完全有可能的。當(dāng)然我們不能單單只在材料方面下手，同時(shí)應(yīng)該重視結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，如何使得電流變液減振器的體積最優(yōu)化、響應(yīng)速度越快、消耗的能量越小、受環(huán)境的影響小、散熱性能好，這些都是我們?cè)诮Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中可

20、以努力解決的問(wèn)題。本課題著實(shí)從結(jié)構(gòu)方面下手，優(yōu)化設(shè)計(jì)電流變液減振器的結(jié)構(gòu)并用三維建模軟件建立減振器的三維仿真模型，并通過(guò)ANSYS軟件，對(duì)其減振器的動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行仿真分析，優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。通過(guò)上述方法對(duì)零件的結(jié)構(gòu)提出改進(jìn)的意見(jiàn)，并為其他方面的設(shè)計(jì)提供了可靠的理論依據(jù)。 參考文獻(xiàn) [1] 胡海巖.機(jī)械振動(dòng)基礎(chǔ)[M].北京：北京航空大學(xué)出版社，2005,7:1-5. [2] WINSLOW W M.Induced fibration of suspensions[J].J ApplPhys, 1949,20(3):1137-1140. [3] 龐雪蕾，楊敏麗.電流變效

21、應(yīng)的機(jī)理進(jìn)展[J].河北工業(yè)科技：河北科技大學(xué)， 2001,11 [4] 高曉芳，蘇德勝，邵敏.帶你劉變液減振器的技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展方向[J]. 山東：青島科技大學(xué)，2007 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開(kāi) 題 報(bào) 告 ２．開(kāi)題報(bào)告：一、課題的目的與意義；二、課題發(fā)展現(xiàn)狀和前景展望；三、課題主要內(nèi)容和要求；四、研究方法、步驟和措施 開(kāi) 題 報(bào) 告 一、 課題的目的與意義 本課題自供能減振器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與優(yōu)化，其目的在于掌握目前國(guó)內(nèi)外減振器的發(fā)展現(xiàn)狀，了解目前市場(chǎng)上減振器的弊端。然后采用科學(xué)合理的結(jié)構(gòu)，優(yōu)化設(shè)計(jì)出新的減振

22、器滿(mǎn)足工程使用。同時(shí)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中去學(xué)會(huì)相關(guān)設(shè)計(jì)的原理和技術(shù)，學(xué)習(xí)新的知識(shí)掌握使用新的設(shè)計(jì)分析軟件，依靠計(jì)算機(jī)的輔助設(shè)計(jì)來(lái)提高設(shè)計(jì)效率。并且通過(guò)有限元分析發(fā)現(xiàn)所設(shè)計(jì)的零件的不足之處，加以改進(jìn)！ 本課題的意義在于，由于對(duì)于超精密隔振平臺(tái)系統(tǒng)，由于隔振要求高，采用被動(dòng)隔振方法，將無(wú)法達(dá)到良好的隔振效果。而傳統(tǒng)的主動(dòng)隔振技術(shù)雖然能夠很好的滿(mǎn)足隔振平臺(tái)的高精度、快響應(yīng)的振動(dòng)控制要求，但由于其結(jié)構(gòu)一般較復(fù)雜，且需消耗大量的能源，在應(yīng)用中具有一定的局限性。隨著材料科學(xué)的飛速發(fā)展，基于各種智能材料與結(jié)構(gòu)的主被動(dòng)混合隔振技術(shù)為超精密隔振平臺(tái)隔振效果的進(jìn)一步提高提供了一個(gè)有效的解決方法。去攻克目前的難題，到

23、達(dá)預(yù)期的減振效果是本課題的最初目的及意義，更大的意義在于設(shè)計(jì)過(guò)程中掌握和熟悉所學(xué)的知識(shí)和理論，結(jié)合本課題更進(jìn)一步的提高自己的實(shí)踐能力！ 二、 課題發(fā)展現(xiàn)狀和前景展望 迄今為止，已經(jīng)設(shè)計(jì)出多種各具特色的電流變阻尼模型裝置。國(guó)外1980年代初期就開(kāi)始了采用電流變液體為工作介質(zhì)問(wèn)題的可調(diào)阻尼懸架減振器的研究。Hurray Sturk等人研制電流變減振器內(nèi)部設(shè)置了5個(gè)鋁制同心套筒，整個(gè)套件以空心銅制活塞桿為軸，充當(dāng)活塞。Petek N等設(shè)計(jì)了帶有充氣室的雙筒式電流變減振器。Douglas研制出的一周電流變液減振器能產(chǎn)生較大的阻尼力。S.B.Choi等人設(shè)計(jì)的電流變減振器將電極施加在內(nèi)筒與外筒之間。

24、Isaow等申請(qǐng)了多項(xiàng)流動(dòng)模型式的電流變減震器專(zhuān)利。國(guó)內(nèi)北京理工大學(xué)魏宸官等申請(qǐng)了兩項(xiàng)電流變液減振器專(zhuān)利。李天劍、高晶敏等研制了三筒式結(jié)構(gòu)的電流變液減振器。由于材料研究的不斷發(fā)展電變流減振器的發(fā)展也會(huì)有更好的發(fā)展前景，我相信在不久的將來(lái)，會(huì)有很多學(xué)者設(shè)計(jì)制造出滿(mǎn)足高精密減振平臺(tái)的減振器的。利用電流變液這一特性設(shè)計(jì)電流變(ER)減振器，具有響應(yīng)速度快、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)控制、減振降噪能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，是實(shí)現(xiàn)汽車(chē)和土木結(jié)構(gòu)智能化振動(dòng)控制的新一代高性能裝置。 三、 課題主要內(nèi)容和要求 1. 基本掌握國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)； 2. 完成減震器的初步結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)； 3. 運(yùn)用三維建模軟件建立減振器的三維仿真

25、模型； 4. 利用ANSYS軟件，對(duì)減振器的動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行仿真分析，優(yōu)化其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。 四、 研究方法、步驟和措施 1、查閱資料，翻譯英文資料 查找設(shè)計(jì)所需的資料，資料袋內(nèi)容要具有深度，要具有參考意義。 2、熟練掌握設(shè)計(jì)所需的內(nèi)容 復(fù)習(xí)以前所學(xué)設(shè)計(jì)相關(guān)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，并熟悉的運(yùn)用到設(shè)計(jì)中去。還要學(xué)習(xí)一些設(shè)計(jì)中所運(yùn)用的其它方面的知識(shí)，如：變流體的理論、有限元法等。設(shè)計(jì)運(yùn)用UG軟件繪制電變流減振器的所有零件的三維模型圖，并通過(guò)UG生成二維圖形，并在仿真軟件系統(tǒng)ANSYS中完成變流體減振器的運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)、有限元分析。 3、設(shè)計(jì)內(nèi)容 (1)建立變流減

26、振器的三維模型，并進(jìn)行干涉分析； (2)變流減振器關(guān)鍵零件的模態(tài)仿真分析； (3)改進(jìn)變流體減振器關(guān)鍵零件結(jié)構(gòu)，并再次進(jìn)行分析。 4、具體設(shè)計(jì)步驟 (1)利用UG完成變流體減振器所有零件的三維建模，進(jìn)行裝配，并進(jìn)行干涉分析； (2)利用ANSYS對(duì)變流減振器模態(tài)仿真，分析關(guān)鍵零件導(dǎo)入ANSYS仿真系統(tǒng)； (3)利用ANSYS自動(dòng)劃線分網(wǎng)格，并生成有限元模型； (4)對(duì)有限元模型按照實(shí)際情況施加約束，設(shè)計(jì)系統(tǒng)模態(tài)分析初始條件并進(jìn)行分析； (5)讀取結(jié)果，并對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行可視化分析處理，根據(jù)仿真結(jié)果提出

27、合理改進(jìn)意； (6)改進(jìn)后重新建模并進(jìn)行分析； (7)整理仿真分析所得數(shù)據(jù)，得出結(jié)論，為優(yōu)化提供參考。 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）開(kāi) 題 報(bào) 告 指導(dǎo)教師意見(jiàn)： 1．對(duì)“文獻(xiàn)綜述”的評(píng)語(yǔ)： 2．對(duì)本課題的深度、廣度及工作量的意見(jiàn)和對(duì)設(shè)計(jì)（論文）結(jié)果的預(yù)測(cè)： 指導(dǎo)教師： 年 月 日 所在專(zhuān)業(yè)審查意見(jiàn)： 負(fù)責(zé)人： 年 月 日