均勻和非均勻磁場作用下磁流變液夾層梁振動(dòng)特性研究.pdf

1、新型智能材料磁流變液（MRF）具有在磁場作用下瞬間改變剛度、阻尼等的特性，且變化過程具有可逆、可控的優(yōu)點(diǎn)，在結(jié)構(gòu)振動(dòng)半主動(dòng)控制領(lǐng)域獲得了廣泛的關(guān)注。將磁流變液材料植入到彈性材料中，形成復(fù)合結(jié)構(gòu)，利用外加場強(qiáng)來改變磁流變液的力學(xué)性能，進(jìn)而可以達(dá)到控制夾層結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)特性的目的。當(dāng)前，許多科研人員已對(duì)磁流變液在離合器、阻尼器、精密加工儀等裝置中的應(yīng)用展開了研究，但將其應(yīng)用到夾層板、夾層梁等結(jié)構(gòu)的振動(dòng)控制的研究還比較少。因此，本文將對(duì)MRF夾

2、層梁在受到不同磁場時(shí)的動(dòng)力學(xué)特性展開相關(guān)理論和實(shí)驗(yàn)研究。
　　本文的主要研究內(nèi)容包括：
　　1、采用數(shù)值分析的方法對(duì)MRF夾層梁的振動(dòng)特性進(jìn)行了研究。首先，將磁流變液等效為粘彈性材料，根據(jù)夾層梁的變形關(guān)系，建立了磁流變液夾層梁的有限元模型。根據(jù)結(jié)構(gòu)模態(tài)分析理論，計(jì)算了每層的剛度矩陣、質(zhì)量矩陣，然后得到了夾層梁總的剛度矩陣、質(zhì)量矩陣，推導(dǎo)了夾層梁的振動(dòng)微分方程。分析了懸臂狀態(tài)下磁流變液夾層梁在不同大小的均勻磁場下的振動(dòng)頻率及其

3、變化規(guī)律，以及磁流變液夾層梁在非均勻磁場下的振動(dòng)頻率及其變化規(guī)律。
　　2、采用LabVIEW軟件設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集、分析處理系統(tǒng)，搭建了MRF夾層梁振動(dòng)測試臺(tái)。然后設(shè)計(jì)和制備了不同尺寸的MRF夾層梁，對(duì)MRF夾層梁在受到均勻磁場、非均勻磁場時(shí)的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測試。實(shí)驗(yàn)分析了不同磁場和磁流變液層厚度對(duì)MRF夾層梁振動(dòng)頻率的影響。
　　數(shù)值分析和實(shí)驗(yàn)測試均表明，MRF夾層梁的振動(dòng)頻率具有可控性。在均勻磁場作用下，當(dāng)場強(qiáng)增