胡國良　彭珣

【摘要】本文分析了磁流變閥的工作原理，設(shè)計(jì)了三種不同結(jié)構(gòu)的雙線圈型磁流變閥，確定了其主要結(jié)構(gòu)尺寸。接著利用MAXWELL軟件對這三種結(jié)構(gòu)的閥工作狀態(tài)下的磁場進(jìn)行了仿真，依據(jù)仿真結(jié)果，對比三種結(jié)構(gòu)磁流變閥的磁力線分布圖，找出一種相對優(yōu)異的結(jié)構(gòu)。

【關(guān)鍵詞】雙線圈型磁流變閥；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；磁場仿真

0.引言

如今液壓系統(tǒng)已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于機(jī)械加工、建筑施工、航空航天等領(lǐng)域，液壓閥作為液壓系統(tǒng)的控制元件，直接影響到整個(gè)液壓系統(tǒng)的工作性能。磁流變閥是一種流量控制閥。他沒有相對移動的零部件，主要由勵(lì)磁線圈、鐵芯、液流阻尼通道等部分組成[1]，在液流阻尼通道中流有磁流變液[2]，通過改變線圈中電流的大小來控制磁場強(qiáng)度，從而控制磁流變液的粘度，達(dá)到控制流量與流速的作用。

近年來磁流變閥得到廣泛的研究。白俄羅斯的Gorodkin提出了一種用于減振的磁流變節(jié)流閥模型，并研究和分析了處于不同電流強(qiáng)度下該閥的阻尼特性[3]。新加坡南洋理工大學(xué)的Li對磁流變閥進(jìn)行了有限元仿真，表明磁流變閥的理論最大壓降可達(dá)1.9MPa[4]。美國馬里蘭大學(xué)的Yoo提出了一種小體積高效率的磁流變閥[5]，并且對系統(tǒng)的性能進(jìn)行了初步的分析[6]。湖北工學(xué)院的陳剛設(shè)計(jì)出了一種磁流變減壓閥，提出了該閥的數(shù)學(xué)模型，并對磁流變減壓閥進(jìn)行了仿真[7]。湖北師范學(xué)院的潘言全設(shè)計(jì)了一種磁流變液控制系統(tǒng)，分析了該控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能，為傳統(tǒng)的液壓控制系統(tǒng)的研究提供了新的思路[8]。桂林空軍學(xué)院的張琳等將4個(gè)相同的磁流變閥組成對稱的橋式結(jié)構(gòu)，對該系統(tǒng)進(jìn)行了建模與仿真，提出了磁流變閥在液壓控制系統(tǒng)中的一種新的應(yīng)用方向[9]。

本文提出了三種結(jié)構(gòu)的雙線圈型磁流變閥，對其進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與磁場仿真，以尋求相對優(yōu)異的結(jié)構(gòu)。

1.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

2.磁場仿真

根據(jù)對三種結(jié)構(gòu)的磁流變閥磁場仿真的結(jié)果，外側(cè)圓環(huán)型的磁力線盡可能多的垂直穿過了液流通道，其工作區(qū)域在環(huán)形液流通道的兩端與中部，此三處阻尼間隙內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度最強(qiáng)。內(nèi)側(cè)圓環(huán)型的工作區(qū)域也是在兩端與中部，但是磁力線垂直穿過液流通道的程度較弱，施加相同磁動勢時(shí)其磁感應(yīng)強(qiáng)度較低。圓盤圓環(huán)型的工作區(qū)域僅在擁有導(dǎo)磁圓盤的兩端，其中部幾乎沒有垂直穿過液流通道的磁力線。可知具有外側(cè)圓環(huán)間隙的磁流變閥為三種雙線圈型磁流變閥中最優(yōu)結(jié)構(gòu)。

3.結(jié)論

本文設(shè)計(jì)了三種結(jié)構(gòu)的雙線圈型磁流變閥，利用MAXWELL軟件對其進(jìn)行了磁場仿真，得出了三種結(jié)構(gòu)的磁力線分布圖。根據(jù)磁流變液的工作原理，得出具有外側(cè)圓環(huán)間隙結(jié)構(gòu)的雙線圈型磁流變閥磁力線垂直穿過阻尼間隙的程度最好，磁場的利用率最高，是三種結(jié)構(gòu)中的最優(yōu)結(jié)構(gòu)。[科]

【參考文獻(xiàn)】

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