机械工程学报

作者：寿梦杰, 廖昌荣, 叶宇浩, 张红辉, 付本元, 谢磊

单位：重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室 重庆 400044

关键词：冲击载荷,磁流变缓冲器,动力学行为,惯性效应,局部损耗；

基金：国家自然科学基金（51575065，11702040）、中国博士后科学基金（2017M620409），重庆市博士后特别资助项目（Xm2017112），重庆留学回国人员创新资助项目（No.cx2017085）。

传统力学模型很难准确预测冲击载荷下磁流变缓冲器的动力学行为，关键原因之一是未考虑惯性效应和局部损耗、或仅考虑其一。针对此问题，从理论与试验上研究分别考虑惯性效应、局部损耗，以及两者同时作用下的环形通道磁流变缓冲器动力学行为。基于Herschel-Bulkley（HB）本构模型，考虑惯性效应，利用平均惯性效应法，推导出环形通道内磁流变液的平均加速度与活塞杆加速度之间的关系，建立包含惯性效应的HB-Inertia（HBI）模型；考虑局部损耗，利用流体力学的相关理论，建立包含局部损耗的HB-Minor Losses（HBM）模型；综合考虑惯性效应和局部损耗的影响，提出同时包含惯性效应和局部损耗的HB-Inertia-Minor Losses（HBIM）模型。设计并制作一对参数相同的磁流变缓冲器，搭建落锤式冲击试验平台，将该对磁流变缓冲器并联，测试不同冲击速度和电流下的动力学行为。试验结果显示所设计的磁流变缓冲器具有良好的控制效果，且最大缓冲力高达75 kN。将试验结果与理论模型进行比较，发现HBI和HBM模型与试验结果有一定差异，而HBIM模型与试验结果吻合较好，表明惯性效应和局部损耗对缓冲器的力学特性都有影响，其中局部损耗的影响更大。

来源：2019年第1期

《机械工程学报》期刊编辑部

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