足尺M(jìn)R智能阻尼器的研究.pdf

1、在過(guò)去的三十年間，智能控制的發(fā)展為土木工程結(jié)構(gòu)的振動(dòng)控制開(kāi)辟了新的天地。結(jié)構(gòu)智能控制系統(tǒng)以智能材料和器件的應(yīng)用為突出標(biāo)志?？捎糜谥谱骺刂蒲b置的智能驅(qū)動(dòng)材料主要有電/磁流變液體、形狀記憶材料、壓電材料、磁致伸縮材料以及可收縮膨脹聚合膠體等。采用智能驅(qū)動(dòng)材料可以制作電、磁或溫度等調(diào)節(jié)的主動(dòng)控制驅(qū)動(dòng)裝置和變阻尼裝置，且出力大、能耗小、反應(yīng)迅速，將成為結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制新一代的主動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置和變阻尼裝置。磁流變液(MR)阻尼器就是其中一種優(yōu)秀的半主動(dòng)控

2、制裝置。MR阻尼器以其機(jī)械簡(jiǎn)易性、可調(diào)范圍寬、低能耗、出力大以及穩(wěn)定性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)引起了國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家學(xué)者的廣泛關(guān)注。 本文主要圍繞我們自行研制開(kāi)發(fā)的2T-MR阻尼器進(jìn)行研究。首先，總結(jié)和回顧了近年來(lái)國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家學(xué)者對(duì)于MR阻尼器的研究以及應(yīng)用狀況，并提出本文在其基礎(chǔ)要進(jìn)行的工作；其次，介紹了MR液體的流變機(jī)理、本構(gòu)關(guān)系以及制備要求等，通過(guò)比較以往研制的MR阻尼器，選擇更為合理的阻尼器型式和內(nèi)部構(gòu)造，在此基礎(chǔ)上，運(yùn)用MR阻尼器的平板模型進(jìn)

3、行MR阻尼器的初步設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，討論了MR液體工作間隙對(duì)阻尼器性能和阻尼器的兩個(gè)重要指標(biāo)：阻尼力大小和動(dòng)力可調(diào)范圍的影響，并得到了最為優(yōu)化的工作間隙。同時(shí)進(jìn)行了磁路設(shè)計(jì)、蓄能器設(shè)計(jì)等的初步設(shè)計(jì)。再次，針對(duì)研制的2T-MR阻尼器進(jìn)行了準(zhǔn)靜力試驗(yàn)，描述了不同電流輸入、基于振幅、基于頻率、阻尼器響應(yīng)時(shí)間等試驗(yàn)的結(jié)果，并將試驗(yàn)結(jié)果與理論結(jié)果進(jìn)行比較，理論結(jié)果由平板模型計(jì)算得來(lái)，預(yù)測(cè)出MR液屈服剪應(yīng)力與電流之間的關(guān)系，同時(shí)就試驗(yàn)中出現(xiàn)的一些

4、現(xiàn)象進(jìn)行了討論，給出了這些現(xiàn)象發(fā)生可能的原因。由于準(zhǔn)靜態(tài)模型如平板模型無(wú)法真實(shí)模擬MR阻尼器的動(dòng)力特性，在第四章重點(diǎn)講述了幾類(lèi)常用的動(dòng)力模型，討論了參數(shù)對(duì)模型的影響，并根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果運(yùn)用阻尼最小二乘法識(shí)別出模型的參數(shù)。最后，運(yùn)用專(zhuān)業(yè)的電磁場(chǎng)仿真軟件對(duì)2T-MR阻尼器的核心部分即磁路部分進(jìn)行了有限元分析，得到了在不同電流下阻尼器的磁場(chǎng)分布、磁飽和和磁泄漏狀況、MR液工作孔隙的磁感應(yīng)強(qiáng)度等，綜合有限元分析結(jié)果，從而進(jìn)行了阻尼器的磁路優(yōu)化設(shè)計(jì)，