磁流变液是一种新型智能流体材料,其流变特性可随外部磁场变化而变化。利用磁流变液作为传动介质的磁流变阻尼器具有结构简单、响应速度快及连续可调等优点,是一种优秀的半主动控制器件,并广泛应用于汽车、桥梁等结构减震场合。为了进一步提高汽车行驶安全性及舒适性,本文设计了一种单线圈磁流变阻尼器。与此同时,提出一种基于实验设计(Design of experiment,简称DOE)及响应曲面法(Response surface methodology,简称RSM)的结构优化设计方法,在固定外形尺寸下使阻尼器获得最优动力性能。本文主要研究内容如下:1、根据丰田凯美瑞汽车的减震器结构尺寸,设计了一种单线圈式磁流变阻尼器。对各部分结构进行了材料选择,同时确定了结构尺寸参数。利用欧姆定律进行了磁路计算,并推导了该阻尼器的力学模型。2、基于DOE及RSM的方法对单线圈磁流变阻尼器进行优化设计。定义有效阻尼间隙长度t、阻尼间隙宽度g、绕线槽深度w以及缸体厚度d_h四个参数为设计变量,利用DOE的方法得到实验设计表,同时通过RSM建立磁感应强度B与设计变量的响应曲面函数。建立以最大输出阻尼力和最大可调范围为目的的目标函数,求解得到优化后阻尼器的结构参数。3、采用ANSYS/Emag模块对两个磁流变阻尼器进行磁路仿真,验证阻尼器磁路设计合理性。此外,采用MATLAB/Simulink仿真模块建立了两个阻尼器的动力性能模型,仿真得到两个阻尼器的动力性能曲线,并进行对比分析以初步验证优化设计的有效性。4、加工制造了优化前后两个磁流变阻尼器的原型样机,分别测试了不同电流、不同振幅、不同频率以及不同速度变化对阻尼器动力性能的影响,并比较优化前后磁流变阻尼器的动力性能。