磁流变液阻尼器性能评价

磁流变液阻尼器性能的好坏直接影响到减振效果，动态响应特性是磁流变液阻尼器的重要性能指标，直接反映了磁流变液阻尼器的控制效果及应用范围。

国外，美国的Lord 公司对磁流变液阻尼器技术研究最为广泛，已经申请了多项专利，而且已经推出商用磁流变液阻尼器，通过研究一款180 kN 的磁流变液阻尼器，发现其响应时间不超过60 毫秒。他们认为，对大多数磁流变液装置来说，响应时间不仅取决于磁流变液的特性，还与线圈（或者电磁体）的电感和驱动电子装置的阻抗有关。美国弗吉尼亚理工大学的Fernando 和Koo 发现磁流变液阻尼器的响应时间与外加电流无关，活塞运动速度和系统柔度对响应时间的影响较大，随着活塞运动速度的增加，响应时间呈指数下降，并最终收敛于一常量值。由于实验环境和对象不同，磁流变液阻尼器的响应时间不仅与所使用的磁流变液及阻尼器结构有关，还与磁路设计和电源驱动方式相关。曼彻斯特大学的Chooi 和Oyadiji 认为影响磁流变液响应时间的因素主要包括以下4 个方面：外加电流、剪切速率、颗粒体积份数、磁性颗粒的特性。最近，美国内华达大学的Huseyin 和Gordaninejad 还研究了磁流变液不同工作模式对动态响应特性的影响，发现电磁参数及阀的几何结构对响应时间的影响较大。采用环形结构磁流变阀的上升时间比下降时间长；而采用径向结构的磁流变阀时，不论上升时间还是下降时间，都比环形结构时快。Ulicny 和Golden 通过研究磁流变液的瞬态响应，得出磁流变液开始响应存在一个与转速相关的临界值，而与磁性颗粒浓度无关。

国内对磁流变液阻尼器的响应时间也展开了研究。哈尔滨工业大学的欧进萍和关新春研究了一种双出杆混合工作模式磁流变液减振驱动器的响应时间，发现影响响应时间的主要因素是磁流变液的动力粘度和剪切间隙，实验得到响应时间在百毫秒级。重庆大学的余淼和陈爱军等对车用磁流变液动态响应进行了详细的研究。结果表明，线圈并联比串联时磁流变液阻尼器的响应时间小很多；外加电流对响应时间的影响较小，但与活塞的运动速度相关，速度越大，响应时间也会有一定的增加；响应时间随着温度升高稍有减少；而且，磁流变液阻尼器的上升时间比下降时间短。重庆仪表材料研究所的杨百炼等也做过类似研究。另外，重庆大学的张红辉还研究了磁流变液载液粘度及阻尼器剪切间隙对响应时间的影响。针对履带车辆磁流变液阻尼器，军械工程学院的吕建刚等研究得到其响应时间最长达到600 ms，响应时间最短为156 ms。装甲兵工程学院的张进秋等提出了一种利用有限元软件Ansoft 和Adams 联合仿真的方法，研究了磁流变液阻尼器的响应时间，并通过实验验证了这种方法的有效性。北京交通大学的潘存治等研究发现磁流变液阻尼器在励磁和磁化过程中的总响应时间常数约为10 ms，响应时间除了与剪切速度有关外，还与磁流变液的特性及阻尼器的设计结构相关。海军工程学院的王宇飞等对响应时间进行了类似研究。浙江大学的祝长生对盘式磁流变液阻尼器悬臂转子系统的响应时间进行了测试，发现在电流的施加与去除过程中，都存在磁化或退磁的滞后时间。(www.xing528.com)

综上所述，由于测试条件不同，各位学者得到的响应时间也不尽相同，这种不一致不仅与不同影响因素有关，还与磁流变液阻尼器动态响应时间的定义及具体范围有很大关系。Koo将从初始状态到最大阻尼力的95%的时间段定义为磁流变液阻尼器的动态响应时间，并对Lord 公司的一款阻尼器进行实验研究，得到其响应时间约为25 ms；Zhu 等采用电流源驱动的方法研究圆盘形磁流变液阻尼器的响应时间，并定义当达到最大电流的90%为响应时间，得到该阻尼器的响应时间仅为2 ms；Milecki 则采用电压源驱动的方法研究了线性和转动两种工作方式的磁流变液阻尼器，最终得到磁流变液阻尼器的响应时间范围为30 ～180 ms；Soda 对自行研制的磁流变液阻尼器的响应时间进行了研究，得到响应时间范围为300 ～400 ms。

根据以上分析，由于采用的实验材料、仪器设备及阻尼器结构不同，响应时间研究出现许多不一致的结论，特别是对于新型结构的磁流变液阻尼器，如基于泡沫材料的磁流变液阻尼器，国内外还鲜有动态响应特性的报道。