磁流变液阻尼器的设计及其粘温性能的研究+CAD图纸(11)
2、侧翼磁阻： 2-16
3、间隙处磁阻： 2-17
4、缸筒内磁阻： 2-18
总磁阻： 2-19
综合公式2-7和磁通量公式中 ，可以得到：
2-20
可以计算所需的磁动势；
其中， —磁路中的磁通量 —气隙内的磁感应强度（T）
—磁路中的总磁阻（H ） —气隙处的磁通面积；
从以上的计算可以看出，气隙内的磁阻比其他各段的磁阻都大很多，大一到两个数量级，因此励磁线圈所产生得磁动势主要用来克服气隙内的磁阻。根据所购买的磁流变液的性能参数，需要在气隙内产生0.5T的磁感应强度。若假设定在螺线圈中最大励磁电流为0.5A，则需要缠绕的线圈匝数为598圈，考虑5％的漏磁，线圈数为654圈。考虑到选定的漆包线直径为0.472mm，可将挖深尺寸确定为宽30mm，深8mm。
2.4.3 内部磁场仿真
（1） 磁流变液阻尼器结构模型
图 2.7磁流变液阻尼器的简化模型
图 2.7为磁流变液阻尼器的机构简化示意图，h为活塞的宽度，w为活塞半径；ta、tc为活塞两端的宽度，tb为活塞杆的半径，td为缸筒壁的厚度；wc为线圈的厚度，hc活塞杆的槽宽，wb为环氧树脂的厚度，gap为间隙大小。
（2） 建立Ansys模型
本仿真做的是二文静态磁场分析，选用PLANE13单元类型并设置为轴对称型；上述模型只涉及四种材料，分别是20#钢、线圈、环氧树脂和磁流变液，按照磁阻计算带入的磁导率分别设为800、1、1和6.05。输入上述模型的分析参数，并利用Ansys的建模功能绘制简化的二文模型，图 2.8所示：
图 2.8磁流变液阻尼器Ansys模型
（3） 对模型进行网格划分
分别对模型各区域赋予特性，选用智能划分网格，等级为4，单元形状选四边形，划分方式为自由划分，得到图 2.9所示的网格图：
图 2.9磁流变液阻尼器模型网格面
（4） 对模型家边界条件和载荷并求解
给外围节点加载磁场线平行条件，并给线圈所有单元加载0.5A时的电流密度。
对模型所有单元进行求解运算，得到如下结果图：
图 2.10节点磁流密度结果显示图
图 2.11节点磁流密度3/4扩展图
图 2.12磁流变液阻尼器磁流密度矢量图
由图 2.12可知，间隙处的磁感应强度为0.5T左右，且磁场的方向垂直穿过间隙，表明结构设计合理。
按上面的方法，分别施加0.1、1.0、1.5和2.0A电流，可得4张节点磁流密度3/4扩展图：
图 2.13 0.1A时的节点磁流密度图
图 2.14 1.0 A时的节点磁流密度图
图 2.15 1.5 A时的节点磁流密度图
图 2.16 2.0 A时的节点磁流密度图
通过施加不同的电流值，得到了如图 2.17所示磁流变液间隙磁感应强度与电流的关系图：
图 2.17磁流变液间隙磁感应强度与电流的关系
分析上图可知，理论计算与仿真的结果变化趋势一致，理论计算合理可靠；而仿真值与计算值的误差可能来自计算时对路径穿过截面积的等效处理，磁阻计算过小，由式2-20可知，导致计算值的斜率比仿真值的大。