设计了一种用于动力总成振动控制的电动主动吸振器。利用有限元和正交法,以最大气隙磁感应强度为目标,确定了电动作动器的磁路结构,并仿真计算了该作动器在不同电流输入下产生的电磁力。设计了片状弹簧的结构,并分别计算和测试了其轴向刚度。对该电动主动吸振器进行性能测试,结果表明,其驱动力大小与电流有效值呈准线性关系。 产生摩擦。1.片状弹簧2.外导磁体3.永磁体4.内导磁体5.吸振器外壳连接螺栓6.吸振器壳盖7.导向轴螺栓8.垫片9.线圈10.导向轴11.线圈架12.吸振器外壳图1电动主动吸振器结构吸振器中除导磁体外，其他所有零件的材料均不能具有导磁特性。线圈架11采用PA66尼龙材料，导向轴10采用不锈钢，壳盖6和外壳12采用6061铝合金。选择铝合金作为吸振器的壳盖还有助于产品的轻量化。根据上述设计，制造出了该电动主动吸振器的原理样机，如图2所示。图2电动主动吸振器原理样机2.2电动主动吸振器的工作原理线圈通电后，处于磁场中的线圈受到电磁力作用，根据文献[7]，电磁力Fa为：Fa=2πRNBgi（1）式中，R为线圈半径；N为线圈的匝数；Bg为线圈处的平均气隙磁感应强度；i为线圈中的电流。作动器的动子部分受到电磁力Fa的反作用力上下振动，本文由公司网站弯管机滚圆机滚弧机网站采集转载中国知网整理! http://www.gunyuanji.wang引起片状弹簧轴向变形，对被控结构输出驱动力，驱动力Fd满足：Fd=Fa+ktxt+ctxt=-mxt（2）式中，m、kt、ct分别为动子部分的质量、刚度和阻尼；xt为动子相对定子的位移。带有电动主动吸振器的振动控制系统如图3所示。其中，M、K、C分别为被控结构的质量、电动主动吸振器-电动数控滚圆机滚弧机张家港电动液压滚弧机滚弧机折弯机刚度和阻尼，F1为被控结构受到的外界干扰力，X1为被控结构在干扰力下的位移，则被控结构的运动微分方程为：图3电动主动吸振器振动控制系统示意MX1+CX1+KX1=F1+2πRNBgi+ktxt+ctxt（3）理论上在同一时刻，当吸振器对被控结构施加的驱动力与被控结构受到的干扰力大小相等、相位路设计磁路结构尺寸对磁路特性的影响显而易见，因此在选好磁路材料后需确定磁路的形状尺寸以获得尽可能高的气隙磁感应强度。磁路的设计方法很多，目前主流的方法为等效磁路法和有限元法。等效磁路法因为无法获取空气隙中磁通的分布，计算精度有限，而有限元法很好地解决了这个问题，在实际工程中得到了广泛应用。有限元法虽能准确高效地计算出给定模型的磁场特性，但却无法获得磁路尺寸对磁场特性的影响，因此本文结合有限元法与正交试验法对作动器磁路进行研究。作动器的磁路几何形状及尺寸约束如图5所示，其中外导磁体高度与永磁体尺寸固定不变，线段EF为线圈中心线所在气隙位置，且线段中点为Y方向坐标原点。选择a、b、c、d这4个对磁路尺寸影响较大的尺寸作为设计变量。为了分析这4个变量对磁路特性的影响，利用L16(44)标准正交表安排正交试验，各因素水平如表2所示。将线圈中心线EF上气隙磁感应强度的平均值Bgav和主磁路中磁感应强度的最大值Bmax作为本文正交试验的评价指标。图5磁路的几何形状本文选择ANSYS16.1软件仿真计算评价指标的值，由于吸振器内部的结构高度对称，选用二维静态磁场分析以提高运算效率[12]。仿真时需建立磁路的二维平面模型，并在周围建立空气边界作为磁力线平行条件。永磁体选择N35，导磁体为DT4，其余部分默认为空气。软件采用三角形网格对模型各部分进行划分，并在气隙处加密。后处理时通过查看线段EF在Y方向随距离变化的磁感应强度，以及磁路的磁感应强度分布云图得到评价指标的值。正交试验方案及计算结果见表3。表2各因素的水平列表表3正交试验方案及结果利用极差分析法对正交试验结果进行直观分电动主动吸振器-电动数控滚圆机滚弧机张家港电动液压滚弧机滚弧机折弯机本文由公司网站弯管机滚圆机滚弧机网站采集转载中国知网整理! http://www.gunyuanji.wang