一、本课题研究的目的及意义

为加速车架与车身振动的衰减，以改善汽车的行驶平顺性，提高乘坐舒适性，大多数汽车的悬架系统会安装减振器。但良好的乘坐舒适性和操纵稳定性在使用定刚度弹性元件和定阻尼特性阻尼元件的传统悬架系统中不能同时满足^[1]。由于传统被动式减振器无法顺应当下的发展需要，在保证驾乘舒适度且符合汽车运动性能要求的前提条件下，需要减振器拥有可根据实际驾驶环境自动调节刚度和阻尼的能力。所以电磁减振器应运而生，其工作原理是利用电磁原理控制阻尼力^[2]。

汽车用磁流变减振器便于实施汽车悬架的阻尼控制，具有广泛的应用前景。磁流变阻尼可调减振器与其它阻尼可调减振器相比，具有可调倍数大、响应速度快等优点^[3]，但现有磁流变减振器磁流变液用量较大，尤其在低频时阻尼力较弱的缺陷。本研究提出一种旋转式的磁流变减振器，使减振器具有磁流变液用量小、阻尼力大的性能，能够改善低频时阻尼力小的不足，在改善车辆的平顺性的同时提高车辆的操纵稳定性，但这种旋转式磁流变减振器的转子在磁场中的受力十分复杂，难以进行简单的计算校核，因流固耦合有限元分析是解决复杂结构受力的有效途径，故此采用流固耦合有限元分析十分必要。可为新型减振器的设计打下基础。

二、国外研究概况

悬架中用得最多的减振器是内部充有液体的液力式减振器。国外液压减振器的处于充气式减振器、可调减振器及自适应减振器发展阶段，如荷载感应式和位置依存式等充气式减振器和可调减振器、电流变减振器和电磁流变减振器等自适应减振器^[4]。

减振器按控制方式又分为主动控制、被动控制和半主动控制。传统减振器是被动控制，结构简单但刚度阻尼不可调；主动控制可以根据输入输出进行最优闭环控制，提高减振性能的同时具有耗能高、对控制算法依赖程度很高，系统复杂和可靠性差等缺点；半主动控制兼具主动控制和被动控制的优点,只需要较少能量就能实现较好的减振效果^[5]。因此，半主动控制的减振器是当前研究的主要方向，本研究内容中的磁流变减振器便是基于半主动控制的一种阻尼可调减振器。

日本日立设计了一款由弹簧、直线电动机和液压减振器等组成的阻尼器，利用电磁阻尼和液压阻尼共同实现阻尼运动，实验发现，相对比纯液压阻尼优点明显。虽然电磁阻尼能实时调节阻尼，但液压阻尼还是有密封要求高，发热量大的缺点^[2]。

因利用电磁实现阻尼改变的减振器尚不能满足汽车发展需求，且自身缺陷较多，专家学者的目光开始转向磁流变液减振器，这种新型减振器利用通电时磁流变液的粘度发生变化，进而改变阻尼力，使其自身阻尼力可控且响应速度快。

在二十世纪四十年代美国的 Rabinow首先发现了磁流变现象并发明了磁流变液。由于磁流变液中磁性颗粒的沉降问题以及材料长期的化学稳定性问题，从 50 年代到 80 年代，磁流变液发展一直非常缓慢。直至进入 90 年代，随着科技的发展，磁流变液的研究重新得到了重视和发展。目前，美、英、德等发达国家均投入了精力开展这方面的研究并已取得了显著进展^[6]。