- 相關推薦
基于虛擬儀器的圓盤式電流變傳動機構的動態分析
摘要：電流變流體（ERF）是一種新型智能物質，在高壓電場作用下，能快速實現液一固的轉變，且響應速度快。研究了圓盤式電流變傳動機構的動態特性，并采用NI虛擬儀器對機構進行分析、檢測和控制，通過實驗得出數據，進而分析了輸入轉矩、輸出轉矩、轉速與所加高壓電場的關系。關鍵詞：電流變流體 動態特性 NI虛擬儀器
電流變流體（ERF）是一種新型的智能材料，它的粘性和屈服應力可用外加電場加以控制。隨著現代科學技術的發展，機電一體化（Mechatronics）越來越受到重視，把機、電、液融合為一體，用微機進行控制的流體元件及系統不斷問世。將電流變流體技術應用于機械系統和液壓控制系統，可實現無移動件或少移動件的機構，極大地改善了系統的動態品質[1]。
電流變流體的應用領域很廣泛，在工程應用方面包括液壓工程、汽車制造工業、機器人系統、流體密封領域等。其在汽車制造工業中，可用于汽車發動機冷卻風扇的調速離合器、傳動離合器、阻尼可控的減振器或計算機控制是懸掛系統等。采用ER技術設計制造的汽車零部件，具有性能優良、無磨損、壽命長、制造工藝性好、成本低的特點，而且可直接用計算機控制，無需接口。采用ER技術的汽車在未來市場競爭中具有明顯的優勢。電流變傳動的自動控制系統由三部分組成，即機械傳動機構、計算機檢測與控制裝置和電流變流體。
1 機構工作原理
圖1所示為圓盤式電流變傳動機構工作原理圖。中間盤和芯軸連在一起，芯軸左端有步地電機，芯軸右端接負載，左右端各套一個圓盤，左右圓盤和中間盤間充滿ERF。本實驗中ERF選用哈爾濱工業大學復合材料研究所研制的HITL2型ERF，外加電場由電子開關控制。輸入信號由芯軸左端進電機提供。由于輸入信號很小，而芯軸右端接有負載，所以芯軸轉動不起來。這時由導步電機帶動左右圓盤以大小相等、方向相反的轉速ΩL、ΩR旋轉，將需要加高壓電源的一側的電子開關合上（如要增加力矩，則合上左側的電子開關），此時圓盤和中間盤間的ERF會產生中流變效應，通過圓盤將產生的附加力矩傳遞給中間盤輸出。
圖2 實驗原理圖
可以看出，中間盤的軸的左端輸入微小的機械控制信號，右端可以輸出大的力矩，電場使左盤或右盤與中間盤之間的ERF粘度變稠，產生大的剪切應力，從而使中間盤克服負載力矩，按輸入信號轉動。這就是雙圓盤式電流變傳動機構的工作原理。
2 系統理論模型
ERF在無外加電場作用時表現為牛頓流體。在有外加電場作用下表現為接近Bingham流體，在低應變率下，具有粘彈性能[2]。在高電場下，是具有高屈服應力的粘塑
[1] [2] [3]
【基于虛擬儀器的圓盤式電流變傳動機構的動態分析】相關文章：
基于動態可靠度的橋梁性能分析04-28
基于LabVIEW的虛擬儀器系統04-28
基于虛擬儀器的氣動彈性振動測試與分析系統04-28
基于ANSYS的發動機連桿動態特性分析04-28
基于PRO/E的凸輪機構仿真分析05-01
基于液壓傳動壓力控制閥教學過程的分析04-29
基于遙感的黃河三角洲蒸散的動態分析04-27