坦克座椅磁流变隔振器设计与性能测试

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汽车在行驶时乘员乘坐的舒适性一直是现代汽车发展前进的一个重要研究课题。相比于汽车,军用车辆的行驶路况更加复杂恶劣。并且军用车辆的使用往往伴随着各种作战侦查任务,所以降低行驶时驾乘人员所受的振动,对于更好的执行作战任务提升战斗力是非常有必要的。本文以坦克座椅为研究背景,从理论设计、仿真分析、实验验证这三个方面完整的设计了一种基于磁流变弹性体技术的隔振器。具体的完成工作如下:(1)基于磁流变技术的基本减振原理以及隔振器的设计原则,设计了隔振器的机械结构,并依据隔振器的结构设计了磁流变弹性体的形状和尺寸。(2)根据磁流变弹性体的形状尺寸,制备磁路的要求,设计了两套制备模具。对磁场发生器进行了磁路仿真,仿真结果模具处的磁场强度约为666.95mT-1778mT,满足设计磁场发生器产生1T磁场的要求。(3)以天然橡胶为基体采用了器件和弹性体一体制成的制备新方法制备了隔振器所需磁流变弹性体。对材料样品进行了两组性能对比试验,结果说明:各项同性的磁流变效应要高于各向异性的磁流变效应;不同牌号羟基铁粉对磁流变效应有影响。(4)对隔振器磁路设计,计算了所需线圈匝数;对设计的磁路进行仿真,仿真结果表明设计磁路所产生的磁场强度满足所需磁场强度0.6 T的要求。(5)将隔振器安装在座椅模型上并通过振动台进行试验,实验结果表明从OA到1.5A,座椅系统的刚度变化了69.43kN/m,变化率为21%;通1.5A电流相对于不通电的情况磁流变效应可以达到21%。
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