磁芯磁阻 R1=磁轭磁阻
4?(0.018?0.011)（4L1?Lm）==1470.65H?1 （3.9） 4223.14?4?3.14?5?10?0.02??2d2R3ln3820d= R2==459H?1 （3.10） 3?7?32??3lg3.14?2?7?10?4?3.14?10?11?10ln缸筒磁阻
R3?总磁阻
（40.018?0.011）=437628.263H?1 -722-622（44-40）?10??1(2R5?2R4)3.14?2?4?3.14?10?（4lg?Lm）=
Rm?R1?2R2?R3?2Rg=1.08?107H?1 （3.11） (3)计算线圈匝数
磁芯部分的磁通??BmSm=0.12?10-6wb 设定通电电流为I=0.4A
N? (4)线圈的发热温度校核
?RmI=80匝
设计公式采用的是适用于气体和液体的牛顿公式，
4I2?x ??23 （3.12）
?dxKt?为线圈的温升，I为电流，?x为铜制漆包线的磁导率，dx为漆包线的直径，Kt为线圈散热系数。
4?0.42?1.69?10-8??=7oC 23-93.14?0.5?10?1.2由于发热温度远远小于80oC，则设计是合格的。
3.6 工作缸的计算
(1)工作缸壁厚
???0?c1?c2 （3.13）
20
?0?DPmax （3.14） 2?p ?p? 式中：
c1：为缸筒外径公差余量，m c2：腐蚀余量，m D：缸筒内径，m
?p：缸筒材料的抗拉强度，MPa n:安全系数，通常取5
?bn （3.15）
?p??bn?600?50MPa 12???0?c1?c2=2mm
(2)工作缸壁厚的验算
额定工作压力pn低于一定极限值，以保证安全： pn?0.3522?（D-D）s1D21MPa （3.16）
?s?355MPa
求得
pn?44.73MPa
由于额定工作压力pn=20MPa，所以满足要求；
同时额定工作压力也应与完全塑性变形压力有一定的比例范围，以避免塑性变形的发生：pn?(0.35?0.42)prl
prl：缸筒发生完全塑性变形的压力，MPa prl?2.3lg 求得：
prl=106.42MPa
D1 （3.17） D 21
pn?37.247?44.7MPa
由于额定工作压力pn?20MPa 所以满足要求；
(3)工作缸长度需要根据活塞行程，活塞杆长度，及整体装配时确定
活塞行程S初步确定时，主要按实际工作需要的长度来考虑，但这一行程并不一定是液压缸的稳定性所允许的行程。 S=
?2EIFk （3.18）
E：材料的弹性模量。钢材的E=2.1?105N/mm2 I:活塞杆横截面的惯性矩，单位mm4 I=0.049d4 d:活塞杆直径
Fk：活塞杆弯曲失稳定临界压缩力 求得：S=160mm (4)活塞杆的强度计算
活塞杆在稳定工况下，只受轴向推力或拉力，可以近似地使用直杆受拉压载荷的简单强度计算公式进行计算： ??F?10-6?4d2 ??p （3.19）
F：活塞杆的作用力，N F=213-1262N ??0.35-2.05MPa
?p：材料的许用应力，对45号钢，?p=50MPa
由于?p?? 所以满足要求；
3.7 本章小结
本章对所设计的磁流变减振器进行了主要部分的计算，给出了阻尼力的计算公式，通过理论计算确定了磁流变减振器的结构参数，讨论了阻尼通道长度和间隙、电流强度对阻尼力的影响。研究表明，合理设计阻尼通道长度，选择合适的间隙，对提高减振器的阻尼力和可调范围很重要。
22
第4章 磁流变减振器基于Matlab的仿真分析
基于磁流变减振器在汽车悬架减振系统半主动控制中的广泛应用，根据磁流变液
23
的特点和磁流变减振器阻尼力与结构参数的关系，设计了新型的磁流变减振器，并对影响磁流变减振器性能的参数进行了仿真。仿真表明，该磁流变减振器设计计算是一种能优化阻尼力的有效算法。
4.1减振器的阻尼力计算模型
本文选用剪切阀式磁流变阻尼器工作模式进行结构设计，在结构设计前，必须明确该工作模式磁流变液的流变方程，继而推导出磁流变阻尼力的计算模型，这是结构设计过程中的依据所在。基于剪切阀式磁流变阻尼器的阻尼通道的宽度远大于其阻尼间隙，因而可简化成磁流变液在两相对运动平板之间的运动。为了简化分析，工作于剪切阀式的磁流变阻尼力可以看成是在阀式工作模式下的阻尼力和剪切工作模式下阻尼力的叠加。
在外加磁场作用下，磁流变液表现Bingham流体，其磁流变液在平板的流动和速度分布如图4.1所示，其本构关系可用下列方程描述：
?du?d ???ysgn????u ???y （4.1）
?d?dy?y?
du ?0 ???y （4.2）
dy
图4.1 磁流变液在平板中的流动和速度分布
在阀式工作模式下磁流变液的速度分布如图4.1所示。假设磁流变液的体积流速Q在x方向上一维流动，在y方向上不流动。设两平板之间的间隙为h，长度为L，宽度为b，由流体力学可得下列微分方程：
??u??xx??yx?u?u??（4.3） ?????u?v??t? ?x?y?x?y?? 24