多极圆盘式磁流变制动器的设计与优化

摘要：

针对传统圆盘式磁流变制动器中工作间隙磁场强度沿制动盘径向分布不均匀、远离线圈区域的工作间隙磁场强度较小的问题,提出并设计了一种多极圆盘式磁流变制动器.首先,阐述了多极圆盘式磁流变制动器的基本结构及工作原理,完成了磁流变制动器的磁路建模,并建立了其制动转矩的数学模型.然后,基于有限元仿真软件,开展了多极圆盘式磁流变制动器的磁场仿真分析.最后,以转矩密度为优化目标,采用梯度自由优化算法中的BOBYQA(bound optimization by quadratic approximation,二次逼近边界优化)算法,完成了多极圆盘式磁流变制动器的结构优化设计.结果表明,所设计的磁流变制动器的外间隙磁感应强度为0.681～0.760 T;内间隙0～<5 mm处的磁感应强度为0.114～0.349 T,5～65 mm处的磁感应强度为0.362～0.498 T;内、外线圈产生的2种磁场可以在磁流变液间隙中实现叠加,从而提高制动转矩.相较于优化前,当所有内、外线圈的电流为1A时,优化后磁流变制动器的制动转矩增大了15.2%,转矩密度增大了14.3%.多极圆盘式磁流变制动器可为高转矩密度磁流变传动技术的发展提供参考.

关键词：磁流变制动器、多极、圆盘式、制动转矩、转矩密度

所属期刊栏目：30

分类号：TH132

资助基金：国家自然科学基金;西华大学青年学者后备人才支持计划资助项目;西华大学人才引进项目

在线出版日期：2023-07-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：297-305