磁流變彈性體及其在結(jié)構(gòu)半主動控制中的應(yīng)用研究.pdf

1、振動控制應(yīng)用于土木工程領(lǐng)域已有四十多年歷史，已經(jīng)發(fā)展成為抵御地震、颶風(fēng)等災(zāi)害的有效手段之一。半主動控制是振動控制中最具發(fā)展?jié)摿Φ囊环N控制形式，它具有能耗低、控制效果好、維護要求不高等優(yōu)點。磁流變彈性體（MRE）是一種新型的磁流變智能材料，其磁控特性使其在結(jié)構(gòu)半主動控制領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
　　本文針對磁流變彈性體的磁控特性對磁流變彈性體的制備、性能測試、剪切式磁流變彈性體減振器特性以及基于磁流變彈性體減振器的結(jié)構(gòu)半主動控制展開

2、實驗研究和仿真分析。本文的主要工作內(nèi)容和研究成果如下:
　　①從原材料、原材料配比、實驗設(shè)備以及相應(yīng)的制備工藝四個方面出發(fā)，制備出兩種不同基體的磁流變彈性體——硅橡膠基磁流變彈性體和天然橡膠基磁流變彈性體。
　?、谠O(shè)計、制作了磁場發(fā)生器，并對該磁場發(fā)生器的磁特性進行測試。測試結(jié)果表明:磁場發(fā)生器在加載2A電流時，測試腔內(nèi)磁感應(yīng)強度達0.654T，基本滿足設(shè)計要求。
　　③以該磁場發(fā)生器為基礎(chǔ)建立了基于萬能材料試驗機的磁

3、流變彈性體壓縮性能測試系統(tǒng)，并對制備的兩種磁流變彈性體進行性能測試。測試結(jié)果表明:兩種磁流變彈性體的壓縮模量都隨電流的增大而增大，但增加量在不斷減小;電流達到1.5A時，兩種彈性體的磁致壓縮模量都接近飽和;硅橡膠基磁流變彈性體的相對磁流變效應(yīng)高于天然橡膠基磁流變彈性體;隨著形變量的增加，兩種彈性體的相對磁流變效應(yīng)都呈減小趨勢。
　　④從工作模式選擇、材料選擇、磁路分析三個方面出發(fā)，設(shè)計并制備剪切式硅橡膠基磁流變彈性體減振器，采用電

4、液伺服動態(tài)疲勞試驗機對該減振器性能進行測試。測試結(jié)果表明:相同位移下，加載幅值較大的MRE減振器輸出力較小;加載頻率對MRE減振器的力學(xué)性能基本沒有影響;在加載頻率為0.5HZ、幅值為1mm的條件下，MRE減振器的等效剛度最大增加了128.2％，等效粘滯阻尼比基本不隨電流變化。
　?、輰贛RE減振器的被動控制結(jié)構(gòu)以及基于PD控制、LQR控制、模糊控制的三種半主動控制結(jié)構(gòu)進行仿真分析。仿真結(jié)果表明:四種控制結(jié)構(gòu)對位移響應(yīng)和加速度