冲击条件下变间隙磁流变缓冲器模型比较分析

来源：振动与冲击杂志2025年第9期北京时间：

作者：付本元，谭春海，邹政z.zou@cqut，舒锐志，金辉

单位：College of Mechanical Engineering, Chongqing University of Technology, Chongqing 400054, China

摘要：采用阻尼间隙逐渐减小流道结构的变间隙磁流变缓冲器，是一种因磁流变胶泥流速下降致使缓冲力衰减的结构补偿思路，然而变间隙流道结构补偿效果受制于力学模型对缓冲器动力学行为预测的准确性，因此构建准确的动力学模型是变间隙流道结构补偿缓冲力衰减的关键因素。为此，采用微分思想分析变间隙流道的阻尼力，并构建分别考虑局部损耗、惯性效应及两者共同作用的动力学模型，进而对比分析各模型预测的准确性。采用微分思想将变间隙流道分为若干微元，构建Herschel-Bulkley (HB)模型得到流道阻尼力；考虑局部损耗，构建了HB-Minor Losses (HBM)动力学模型；考虑惯性效应，基于微分思想将惯性效应产生的阻尼力沿轴向转换为N等分微元惯性效应阻尼力叠加分析，建立了HB-Inertia Losses (HBI)模型；综合考虑惯性效应和局部损耗的影响，构建了同时包含惯性效应和局部损耗的HB-Minor-Inertia Losses (HBMI)模型。为验证理论模型的准确性，制作了一种变间隙磁流变缓冲器样机，并开展不同冲击条件下缓冲器动力学性能测试，结果显示该缓冲器具有良好的可控性;与试验结果对比，HB、HBM、HBI、HBMI模型的峰值力最大相对误差分别为17.7%、11.1%、15.8%、1.2%，动态范围相对误差分别为7.4%、1.7%、7.2%、1.0%，表明HBMI模型预测变间隙磁流变缓冲器的动力学行为准确性最高。<br>

关键词：磁流变缓冲器；动力学行为；变间隙；局部损耗；惯性效应