磁流变液阻尼器的设计及其粘温性能的研究+CAD图纸(7)
图 2.1磁路计算简图
在图 2.1（a）所示的环行磁路中，铁心的截面积为S，励磁电流为I，线圈匝数为N，磁路平均长度(如图中虚线所示)为L，认为环行铁心中的磁场H处处均匀(当内外径相差不大时，这样近似的误差可以忽略不计)， 则磁介质中的安培环路定律可以表达为：
2 2
公式2-2表达的含义为：在磁介质的磁场中，沿任何闭合曲线的磁场强度的环流， 等于这闭合曲线中所围绕的自由电流的代数和。 由铁心中磁场H均匀的假设，可得：
2-3
2-3式中励磁电流与线圈匝数的乘积IN称为磁动势，HL的乘积称为磁压降。其物理意义可表达为：磁路中的磁场强度等于作用在单位长度上的磁动势。将磁感应强度与磁场强强度的关系式B= H和磁通量公式 =BS带入上式，得：
2-4
式中 为铁心的磁导率。令 2-5
2-5带入上式2-4中可以得到： 2-6
式2-6中R 称为磁阻，由公式2-5可以看出，磁阻的大小与磁路长度成正比，与磁导率和磁路的横截面面积成反比，在磁路设计中应当注意通过调整这三个参数来调节磁阻的数值。
公式2-6在形式上与电路中的欧姆定律I=E／R十分相似，磁路中的磁通 与电路中电流I相对应，磁动势IN与磁路中的电动势E相对应，磁阻R 与电路中的电阻R相对应，因而称之为磁路欧姆定律。
在很多的电磁器件中都会涉及到磁路中存在气隙的问题，本文设计的阻尼器的磁路目的就是利用间隙中产生的磁场，因此在这里特别介绍一下有气隙的磁路的计算。
如图 2.1（b）所示为一个有气隙的磁路，其中 表示气隙的长度。由于气隙的长度 很小，当导磁铁心内的磁场未达到饱和时，可以忽略铁心周围空气中的磁通，认为在整个磁路中磁通 是相同的，由公式2-6可以得出：
2-7
式中， 、 分别为铁心和空气的磁导率， ， 分别为铁心和气隙的磁阻，由于空气及其他不导磁的材料磁导率很小，因而它产生的磁阻很大，所以磁路中的磁动势主要用来克服气隙中的磁阻。在阻尼器的磁路设计中，铁心和气隙都是断续分布的，但原理是相同的，也可以简化为如图 2.1(b) 的形式，公式2-7仍然适用，只是式中的 ， 为各段磁阻之和。
2.3 阻尼器设计的基本准则
本文设计的磁流变阻尼器采用了如图 2.2剪切阀式阻尼器构造图的双出杆剪切阀式形式，通过上面对阻尼器设计原理的分析。我们可以得出在阻尼器的设计过程中应当遵循的一些基本原则：
2.3.1 活塞有效长度L的确定
从图中可以看出，活塞的有效长度即为有效磁场的宽度，场感应力与该长度L成正比，为了获得较大的阻尼力，应当在空间允许的范围内适当增大 L的取值。但是，随着距离励磁线圈距离的加大，间隙处的磁场会很快地衰减，所以，一的增大Ll的取值是不明智的。本文采用了活塞上的单断线圈缠绕的形式，这样有效长度L可表示为 L=2L1。