电流和刚度的关系.docx

一） 励磁电流 I 与磁场强度 B 的关系
如下图 1-1 所示，电磁铁铁芯、间隙及联轴器构成了闭合主磁通路。
图1-1 变刚度联轴器磁路简化模型
根据磁路安培环路定律，得:
式中： N
I
电磁铁线圈总匝数；
电磁铁线圈一） 励磁电流 I 与磁场强度 B 的关系
如下图 1-1 所示，电磁铁铁芯、间隙及联轴器构成了闭合主磁通路。
图1-1 变刚度联轴器磁路简化模型
根据磁路安培环路定律，得:
式中： N
I
电磁铁线圈总匝数；
电磁铁线圈的励磁电流强度（A）；
(1-1)
(1-2)
(1-3)
磁通势：F = N = Hl
磁阻：R =-
m 卩S
NI =空 H l =Hl + H l + H g
k k 1 1 4 4 g
k=1
二①R +①R +①R
1 m1 4 m 4 g mg
l l g
二① i+① —+①一
1卩S 4卩S g卩S
1 1 4 4 g g
① ——通过电磁铁铁芯的磁通（Wb）；
1
① ——通过衔铁铁心的磁通（Wb）；
4
①一一磁极与衔铁间隙间的磁通（Wb）； g
l ――电磁铁铁芯磁路的平均长度（m）；
1
l ——机架磁路的平均长度（ m ）。
4
S ——电磁铁铁芯磁路的横截面积（ m2 ）
1
S ——机架磁路的横截面积（ m2 ）；
4
卩——电磁铁铁芯材料的磁导率（H/m）；
1
衔铁材料的磁导率（H/m）；
电磁铁铁心与衔铁间的间隙（m）；
若忽略漏磁，有：①二e +e二①=①；并简化设计，使：s沁s沁s。
1 2 3 4 g 1 4 g
则由式( 1-3)得到：
1-4)
B =^ = ―NL__ A J+二+2g
卩 卩 卩
14g
通常，电磁铁铁芯材料用的是电工纯铁，磁导率一般在卩=10000 s
20000H/m；波纹管联轴器用的是铁磁性材料，磁导率通常为卩=10000〜3000H/m。 r
空气的磁导率卩二4k x 10-7H/m。可见卩 >>卩，且卩 >>卩。所以，式（1-4）
0
可以简化为:
s 0 r 0
B 沁 NW o (1-5)
0 2 G
二）磁场强度 B 与磁流变弹性体刚度 k 的关系
（1）假想磁流变弹性体中的颗粒在外加磁场作用下形成一条条相互平行的
链，链中颗粒的间距相等（如图 2-1），每一个颗粒看作是一个磁偶极子，在此基 础上计算了磁流变弹性体的磁致剪切模量。
2-1颗粒形成的链状结构
按照偶极子理论，在外加磁场下两个偶极子的相互作用能为（如图 2-2）
1 m m - 3（ m e ）（m e ）
E = [ 1 2 1 r 2 r ]
12 4n u u 1H 3
10
其中： u1，
u °为真空和磁介质的磁导率；m 1，m 2为磁偶极字的偶极距
与颗粒总数 n 的乘积。
则磁流变弹性体的平均能量密度为：
E
12
在偶极子模型中若只考虑相邻颗粒的相互作用能，因此总磁场能等于
TT nE 3(b(£2 一2)m2
U