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紧凑型旋转磁流变阻尼器响应特性测试

摘 要: 磁流变材料是一种物理特性随外加磁场快速变化的新兴功能材料，以此为基础的磁流变器件广泛应用于航空航天、交通运输、机器人、武器装备及医疗等领域。磁流变器件的响应特性是重要设计指标，其直接影响器件的控制和输出性能。本文介绍了一款紧凑型旋转磁流变阻尼器的响应特性测试工作，包括对其输出扭矩曲线和响应时间的测试。磁流变阻尼器具有响应快速且输出扭矩连续可控的特性，了解阻尼器的输出扭矩特性以设定应用场景，阻尼器响应时间则是影响其控制效果的主要因素。通过给阻尼器线圈施加不同大小的阶跃电流信号来改变回路中的磁感应强度，得到对应的输出扭矩，分别采集扭矩信号和电流信号，得到扭矩信号和电流信号的响应时间差。实验分别测量了高浓度磁流变液和几种纳米晶合金粉末的电流-扭矩曲线和转速-扭矩曲线，并与理论输出进行了对比。实验还得到了阻尼器的响应时间与输入电流、转速的关系。测试结果表明，通过控制线圈电流的大小，可以实现对输出扭矩的精准控制；在一定电流和转速情况下，阻尼器的响应时间均在100ms以内，具有快速的响应特性。对输出扭矩精准、连续、实时的可控性和响应的迅速性使得磁流变阻尼器具有无可比拟的控制和响应优势。