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2.3.3轴套和缸筒材料的选择 10
2.3.4磁流体的有效面积 11
2.3.5各部件之间的连接和密封 11
2.3.6 在结构中的安装 12
2.4磁流体的阻尼可控柔性轴承的参数设计 12
2.4.1参数设计 12
2.4.2缸筒厚度 12
2.4.3轴直径的计算 13
2.5 缸筒的端部 17
2.6 轴的密封与防尘结构 18
2.7 端盖与缸筒选用螺栓连接 18
2.8 磁路设计 19
2.9电机的选用 22
3 UG中的建模 24
3.1 UG的简介 24
3.2 对各个零件的建模 24
3.3完成对装配图建模 27
4 ANSYS磁场仿真分析 28
4.1 引言 28
4.2 ANSYS简介和基本步骤 28
4.2.1 ANSYS简介 28
4.2.2 ANSYS分析的基本步骤 29
4.3 磁流体轴承的ANSYS磁场仿真 29
4.3.1 创建物理环境 29
4.3.2 建立模型、赋予特性、划分网格 30
4.3.3 加载载荷与边界条件 33
4.3.4 求解 33
4.3.5计算结果 33
4.4 本章小结 36
5 结论 37
致谢 38
参考文献 39
1绪论
1.1 磁流体的组成
磁流体是一种可由磁场强度控制的有流变行为液体，其流变状态是可逆的。普通流体的粘度(受流体的成分、切应力和温度影响)在实际应用中由于环境复杂而不容易控制，而磁流体的粘度可以由磁场控制，这就是智能材料与普通流体的差异[1]。磁性颗粒、添加剂和载液是其主要组成部分。
1. 1.1 磁性颗粒
磁流体在磁场中时，其中的磁性颗粒会被磁化，磁性颗粒会依次排列，形成的类似于链状的结构会阻碍其流动性，从而磁流体的流变行为。磁性颗粒自身的磁特性、磁性颗粒间聚集状态和结构特征直接影响磁流体的磁化特征。在磁流体的磁性颗粒实际使用过程中，为了获得更高的转矩，可以选用较大的颗粒直径和较高的颗粒体积百分数。磁性颗粒一般为直径在1～10μm范围内的球形微粒,主要有铁钴合金、铁镍合金、铁氧钡、铁氧银、羟基铁等性能优良的软磁性颗粒,其中应用最多的是羟基铁颗粒[2]。当然颗粒的渗透性也是控制磁流变效应的重要因素。
1.1.2 添加剂
添加剂是通过减缓或者防止磁性颗粒的沉降，从而提高磁流体的稳定性、防腐性并起到润滑的作用。因为悬浮颗粒的密度为7-8g/〖cm〗^3，但是磁流体载液的密度一般为1g/〖cm〗^3，磁性颗粒的重量较大容易沉降，必须采取如表面包裹、复合等方法来降低整个颗粒的密度，目前使用表面活性剂来提高材料的稳定性[3]。
1.1.3 载液
载液是磁性微粒悬浮的载体。载液的作用是将磁性颗粒均匀地分散于磁流体中，确保在磁场作用下载液和磁性颗粒所形成的两相悬浮液体的整体行为，使其在零磁场时，磁流体仍保持牛顿流体的特性，在外加磁场作用下，磁流体呈非牛顿流体的特性。在磁流体中，载液需具有较低的零磁场粘度、较大范围的温度稳定性和环保等特性。目前制作MRF的母液主要有硅油、醚脂类化合物、煤油、矿物油、机油、润滑油等,其中应用最多的是性能稳定的硅油[4]。
1.2磁流体的工作原理和模式
20世纪40年代，Rabinow首次发现磁流变现象[5]。磁流体的阻尼可控柔性轴承是一种内部充满磁流体的阻尼力可控制的器件。其主要工作原理是通过调节励磁线圈，从而改变磁场的强度，磁流体在外加磁场中，磁流体中原本随机分布的磁极化粒子会沿磁场方向运动，磁化运动使得粒子形成链状或网状结构。链状或者网状结构起到增加整个材料的表面粘度或流动阻力的作用，使磁流体从自由流动状态的牛顿流体变为半固态的非牛顿流体，因而使液体产生了一定的屈服强。如图1.1所示。从而通过控制磁场的有无和强弱来控制阻尼力的有无和大小。磁流体的阻尼可控柔性轴承具有结构简单、响应速度快、控制简单、体积小、阻尼力顺逆可调、可以实现智能化控制等优点，磁流体的特性、流动模式以及磁流体的阻尼可控柔性轴承的尺寸决定了其最大阻尼力。
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