圆锥式磁流变与形状记忆合金复合传动性能研究

王西; 黄金; 谢勇

doi:10.16578/j.issn.1004.2539.2019.08.007

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圆锥式磁流变与形状记忆合金复合传动性能研究

理论研究 | 更新时间：2022-09-25

- 圆锥式磁流变与形状记忆合金复合传动性能研究
- Research on Conical Magnetorheological and Shape Memory Alloy Composite Transmission Performance
- 机械传动 2019年43卷第8期页码：36-40
- 作者机构：
  
  1.重庆理工大学机械工程学院，重庆 400054
- 作者简介：
  
  王西（1991— ），男，重庆人，硕士研究生，主要从事磁流变液与形状记忆合金复合传动研究。
  黄金（1964— ），男，重庆人，工学博士，教授，硕士生导师，主要研究智能材料磁流变液与形状记忆合金复合传动技术。
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金(51875068)
- DOI：10.16578/j.issn.1004.2539.2019.08.007
  中图分类号：
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王西,黄金,谢勇.圆锥式磁流变与形状记忆合金复合传动性能研究[J].机械传动,2019,43(08):36-40.

Wang Xi,Huang Jin,Xie Yong.Research on Conical Magnetorheological and Shape Memory Alloy Composite Transmission Performance[J].Journal of Mechanical Transmission,2019,43(08):36-40.
王西,黄金,谢勇.圆锥式磁流变与形状记忆合金复合传动性能研究[J].机械传动,2019,43(08):36-40. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2019.08.007.

Wang Xi,Huang Jin,Xie Yong.Research on Conical Magnetorheological and Shape Memory Alloy Composite Transmission Performance[J].Journal of Mechanical Transmission,2019,43(08):36-40. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2019.08.007.

摘要

针对磁流变液在高温下性能下降的缺点，提出了圆锥式磁流变与形状记忆合金复合传动方法。基于Bingham模型，描述了磁流变液的流变特性；基于形状记忆合金的热效应特性，分析了温度对形状记忆合金弹簧输出力的影响；建立了圆锥式磁流变与形状记忆合金复合传动传递转矩方程，揭示了其传动机理。研究结果表明，圆锥式磁流变传动随锥角的增大，其传递转矩减小；在保证磁场强度和传动半径相同的情况下，圆锥式磁流变比圆盘磁流变传递的转矩更大；在高温下，形状记忆合金弹簧驱动的滑块所产生的摩擦转矩可以弥补磁流变液性能下降，保证传动装置的传动性能稳定性。

Abstract

In view of the disadvantage of magnetorheological fluid (MRF) performance degradation at high temperature, a conical MRF and shape memory alloy (SMA) hybrid transmission method is proposed. Based on the Bingham model, the rheological properties of MRF are described, and based on the thermal effect of shape memory alloy, the influence of temperature shape memory alloy spring output force is analyzed. The transfer torque equation of conical magnetorheological and SMA composite drive is established, and its driving mechanism is revealed. The results show that the transmission torque of conical magnetorheological drive decreases with the increase of conical angle. The torque transmitted by conical magnetorheological method is larger than that by disc magnetorheological method under the same magnetic field strength and transmission radius. The friction torque produced by the slider driven by SMA spring at high temperature can compensate for the deterioration of MRF performance and ensure the stable transmission performance of the transmission device.

关键词

磁流变液形状记忆合金圆锥复合传递转矩

Keywords

MRFSMAConeComposite transfer torque

references

OLABI A G，GRUNWALD A.Design and application of magnetorheological fluid［J］.Materials and Design，2007（28）：2658-2664.

FARJOUD A，VAHDATI N，FAH Y F.MR-fluid yield surface determination in disc-type MR rotary brakes［J］.Smart Materials & Structures，2008，17（3）：035021.

HUANG J，ZHANG J Q，YANG Y，et al.Analysis and design of a cylindrical magneto-rheological fluid brake［J］.Journal of Materials Processing Technology，2002，129（1/2/3）：559-562.

HAMDAN L H，MAZLAN S A，SARIP S，et al.Selection of materials in designing magnetorheological brake［J］.Applied Mechanics & Materials，2014，663：700-704.

SENKAL D，GUROCAK H.Serpentine flux path for high torque MRF brakes in haptics applications［J］.Mechatronics，2010，20（3）：377-383.

黄金，廖林清，林昌华.圆筒式磁流变离合器的设计分析［J］.功能材料，2006，37（5）：760-764.

LI W H，DU H.Design and experimental evaluation of a magnetorheological brake［J］.International Journal of Advanced Manufacturing Technology，2003，21（7）：508-515.

乔臻，黄金.形状记忆合金温控的磁流变液自发电传动研究［J］.中国机械工程，2015（24）：3360-3365.

SUN Q P，HWANG K C.Micromechanics modeling for the constitutive behavior of polycrystalline shape memory alloys［J］.Journal of the Mechanics and Physics of Solids，1993，41（1）：1-33.

PENG X，YANG Y，HUANG S.A comprehensive description for shape memory alloys with a two-phase constitutive model［J］.International Journal of Solids and Structures，2001，38（38/39）：6925-6940.

MA J，HUANG H，HUANG J.Characteristics analysis and testing of SMA spring actuator［J］.Advances in Materials Science and Engineering，2013（2013）：1-6.

熊克，沈文罡.SMA丝缠绕角对扭力驱动器驱动性能影响的试验研究［J］.机械工程学报，2003，39（12）：123-128.

黄金，乔臻.形状记忆合金驱动的圆盘式磁流变液变速传动装置磁场有限元分析［J］.机械传动，2015，39（7）：126-130.

黄金，陈松，杨岩.磁流变液和记忆合金交替传动装置： 103277471B［P］.2015-08-26.

黄金，陈松，杨岩.基于磁流变液和形状记忆合金的楔形挤压软启动装置：103591234B［P］.2016-03-09.

黄金，陈松，杨岩，等.一种利用形状记忆合金驱动的磁流变液自发电传动装置：103867602B［P］.2016-05-25.

黄金，乔臻，王建，等.电热磁形状记忆合金与磁流变液复合离心式离合器：104895956B［P］.2017-07-07.

CARLSON J D，JOLLY M R.MR fluid foam and elastomer devices［J］.Mechatronics，2000，10（4）：555-569.

黄金，袁发鹏，周轶.圆盘与圆筒复合温控式磁流变传动性能研究［J］.重庆理工大学学报，2017，31（2）：39-45.

SUN T，PENG X，LI J，et al.Testing device and experimental investigation to influencing factors of magnetorheological fluid［J］.International Journal of Applied Electromagnetics & Mechanics，2013，43（3）：283-292.

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