司鹄[1]2003年在《磁流变体的力学机理研究》文中研究说明论文采用理论分析、实验测试、数值计算的方法，从宏观和微观方面系统研究磁流变体的力学机理及一系列相关重要问题。以磁流变体在外加磁场作用下的磁流变效应为线索，详细研究了磁流变体的流变特性、磁流变效应的特征以及影响磁流变效应的主要因素，磁流变流体的力学行为，研究的主要内容如下：1．应用电磁学、电动力学和流体力学的基本理论，采用机械设计的基本原理和实验力学的测试方法，自行研制了一套测试磁流变体流变特性的实验装置平台，其性能稳定，最大可测剪切应力值为160kPa，磁场可调范围为0—6kGs，磁场均匀，剪切率可调范围为0—360rod/s，同时，壁面采用高磁导率材料，避免了测量中出现壁面滑移。2．采用实验方法，研究了磁流变体的力学性能和磁学性能。研究表明，外加磁场强度是影响磁流变体的力学性能主要因素，随着磁场强度的增加，磁流变体的粘度、屈服应力随之增大，在磁场强度一定时，粘度随剪应变率的增大而减小，屈服应力几乎不随剪应变率变化。磁流变体中磁性粒子的磁学性能，是影响磁流变体磁学性能的决定因素，它的磁化率和相对磁导率不是恒量，随磁介质所在的磁场矢量而变化。3．利用实验方法，系统和详细地讨论了磁流变效应的特征、影响因素以及机理。研究表明，磁流变效应取决于外加磁场强度、磁性固体粒子的磁化率、直径大小以及体积百分率、添加剂以及配制工艺等主要因素。当外加磁场强度增加，磁流变体的应力响应随之增加；当固体粒子体积百分率增大时应力响应也随之增大；当固体粒子的直径增加应力响应也随之增加，然而添加剂和配制工艺对磁流变效应的影响是不可忽略的因素。磁流变效应是磁流变体在磁场作用下产生的一种极化效应，这种效应包括：固体粒子自身的内部极化，基液的极化以及固体粒子表面和基液分界处的界面极化，其中固体粒子自身的内部极化是磁流变效应的主要因素。磁流变体在外加磁场作用下，固体粒子极化后沿磁场方向取向排列，形成一种稳定的链状结构，使其具有抵抗剪切变形的能力，这是磁流变效应的关键。4． 应用连续介质力学的基本概念，利用内蕴时本构理论，基于一种简单的机械模型，在塑性不可压、小变温假设的基础上，考虑磁场强度、固体粒子大小以及体积百分率对磁流变体流变性能的影响，提出了一种描述磁流变体的现象学模型，对磁流变体在纯剪切应变作用下的响应进行了分析，得到了在不同<WP=5>磁场强度、不同百分率下材料的宏观响应特性，其结果与实验基本一致。5. 从磁流变流体在磁场作用下的微观结构出发，采用微观质点的力学模型，运用固体物理学和磁性物理学的基本理论，分析了磁流变体在外加磁场作用下，固体粒子极化成链后，粒子间的相互作用力，建立了描述磁流变体力学特性的微观模型，采用数值计算，模拟粒子间相互作用力随磁场强度变化的响应特性，模拟了磁流变体剪应力随剪应变变化的响应特性。6. 运用电磁学和流体动力学的基本理论，在外加磁场作用下，将磁流变体作为一种粘塑性流体，建立其力学场与电磁场耦合的动态力学模型，研究磁流变体工作时流场分布规律以及随磁场强度变化的动态特性，分析研究了磁流变阻尼器的流场特性。
徐伟[2]2007年在《场致流变体流变特性及测试技术的研究》文中进行了进一步梳理场致流变体指电流变体和磁流变体,是新型智能材料领域的一个重要分支,电流变体和磁流变体以其独特的机电耦合特性日益引起科技界和工业界的重视。在外加电场或磁场的作用下,其表观粘度和抗剪切屈服应力可发生快速、可控、连续、可逆的变化。场致流变体的机理研究和工程应用都依赖大量的实验数据,受现阶段用于测试场致流变体性能的测试仪器的限制,目前可供参考的实验数据还很不完善。本文从应用研究的角度出发,以电流变体为对象,对电流变体的流变特性和机械特性的振动响应进行了研究。具体研究内容包括:1.电流变体剪切状态下全面流变特性的实验研究。对电流变体在稳态剪切及动态振荡剪切条件下的流变特性进行了测试。稳态剪切条件下,本文研究了电场强度、剪切速率、质量分数对动态屈服应力和表观粘度的影响;振荡剪切条件下,测试了流体在不同应力幅值、频率下的剪切模量变化,对电流变体粘弹特性的影响因素进行了实验研究和分析,得到了电流变体储能模量、损耗模量、损耗因子随剪切应力幅、剪切频率的变化规律。2.摆振式场致流变体测试装置的设计。由于场致流变体流变特性复杂,用于实验研究的通用测试设备有一定局限。本文利用振动测试的原理,设计了一个摆振式场致流变体测试装置,设计中对装置结构进行了计算和分析,同时对测试装置的动特性参数进行了测量。3.电流变体变阻尼机械特性的振动响应研究。利用自行设计的测试装置组成测试系统,对电流变体在正弦激励下的机械特性进行了实验研究,为研究一些性能复杂、不便于测试的新型流变材料提供了新方法。通过对电流变体的振动响应的分析,根据结构位移响应等价的原则提出一个变参数的简化力学模型,表征电流变体在激振力作用下的力学关系,从而更好地把握电流变体在给定电压、激振力频率下的响应关系。
孙文海[3]2009年在《炼钢废弃物合成磁流变液及其性能研究》文中指出磁流变液(Magnetorheogical Fluid)是一种新型的智能材料,由载液、软磁颗粒以及添加剂组成。其具有流体特性智能可控的特点,在外磁场作用下其流变性能够发生快速可逆变化且有较大的剪切应力,可应用于离合器、肿瘤治疗、磁流变抛光、减震器等方面,对磁流变体的研究成为新型材料科学领域的热点。目前通常使用羰基铁粉做磁流变液中的软磁粒子,但是由于羰基铁粉较高的制备成本,这限制了磁流变液在工业上的广泛应用。本论文采用的原料氧化铁皮,是钢铁生产中产生的固体废弃物,将得到的氧化铁皮粉碎球磨,然后用氢气将其还原得到微米级还原铁粉,将所得铁粉与适量硅油混合制备还原铁粉磁流变液并对其性能进行研究。这样我们就可以实现对炼钢废弃物的高附加值利用,有较大的研究价值。本文对氧化铁皮进行了球磨、筛选等预处理,得到氧化铁粉末,再利用XRD.SEM. M6sbauer spectrum对样品进行表征。结果表明：新拿回来的氧化铁皮中含有大量水分和油,在球磨过程中容易结块,影响球磨效果。我们采用了先清洗油污再干燥的方法,球磨分多次进行,将其中较难磨大颗粒筛掉,最后得到大小形状比较理想的氧化铁粉。氧化铁粉通过SEM观察基本为杆状和球状。经650℃还原4h,得到的还原铁粉铁元素的含量可达98%以上,我们通过M6sbauer spectrum分析,其中铁为93.593%,Fe-N固溶体含量为6.407%。我们制备出来的还原铁粉颜色为灰白色,松装密度为0.66g/cm3。经测量还原铁粉的矫顽力：Hc=6.01Oe；饱和磁化强度：Ms=225.7emu/g:剩余磁化强度：Mr=0.261emu/g根据载液选择要求,我们选择了硅油作为载液；硅烷偶联剂KH-550为表面活性剂对还原铁粉进行包覆。比较包覆前后铁粉发现：包覆后的还原铁粉更容易在载液中分散,且在载液中沉降稳定性良好。通过MCR301型流变仪对磁流变液表观粘度以及力学性能进行测试。测试结果表明：磁流变液在零场和磁场下均发生了明显的剪切稀化现象,是典型的非牛顿流体。磁流变液的剪切应力随着磁场的增大而迅速增大。向磁流变液中加入四氧化叁铁纳米粒子能增大磁流变液的剪切应力,并且提高了磁流变液的沉降稳定性。有机膨润土的加入使得磁流变液的粘度增大,同时也大大提高了磁流变液的沉降稳定性。
孙书蕾[4]2015年在《磁流变体有限变形数值模拟及本构建模研究》文中研究指明磁流变弹性体是一种新型的智能材料，它是将微米尺度的铁磁性颗粒掺入到高分子聚合物中，在磁场环境下固化，从而基体内的颗粒具有链或柱状结构，形成各向异性的磁流变弹性体。如果在无磁场环境下固化，则为各向同性的磁流变弹性体。这种材料的宏观模量尤其是各向异性磁流变弹性体，可随外加磁场强度的变化而变化，因此可以在变刚度器件等方面得到广泛的应用。与普通磁流变液相比，磁流变弹性体不但具有可控性、可逆性、响应迅速等高技术特征，还具有稳定性好等独特的优点。本文借助于理论分析、有限元仿真和实验研究等方法，对磁流变弹性体的基础力学性能进行研究，并提出了新的应变能密度函数类型。主要研究内容和成果如下：1）运用基于周期性边界条件的代表性体积单元法，用理论分析和有限元两种方法对比研究了无磁场条件下各向同性和各向异性磁流变弹性体的宏观杨氏模量和剪切模量。正交各向同性磁流变弹性体数值模拟的结果和基于Eshelby夹杂理论的Mori-Tanaka和Double-Inclusion模型预测的结果完全一致。用这两种方法得到的宏观模量比简单的Voigt模型（均匀应变假设）和Reuss（均匀应力假设）模型要精确很多。颗粒填充材料对橡胶的力学性能有影响，初始杨氏模量和初始剪切模量都有增强的作用。2）通过引入Maxwell应力张量，研究了各向异性磁流变弹性体在不同磁感应强度下对磁场诱导产生的杨氏模量和剪切模量的影响。用代表性体积单元的方法证明了：磁流变弹性体由于磁场诱导产生的杨氏模量是负数，但总的杨氏模量是正数，且其大小随磁感应强度的增大而增大。而其初始剪切模量则始终为正数，其大小随着磁场强度的增大而增大，这与偶极子理论推导得到的结论一致。3）运用先进的叁维数字散斑动态应变测量分析系统（XJTUDIC）对磁流变弹性体的基质材料（橡胶）进行了拉伸力学测试，研究了橡胶基质在有限变形下适合的超弹性材料的几种应变能密度函数类型。使用了商业有限元分析软件ABAQUS并分别选用材料类型Yeoh模型、Neo-Hookean和Mooney-Rivlin模型对实验结果进行拟合，发现对于中等程度的变形，Mooney-Rivlin超弹性材料模型的模拟结果与实验结果吻合。4）由于各向异性磁流变弹性体和纤维增强复合材料细观结构的近似性，对于无磁场条件工作下的各向异性磁流变弹性体，参考纤维增强复合材料的有限变形，基于Spencer的连续介质力学不变量理论，提出了一种考虑纤维弯曲刚度的非线性超弹性本构模型。理论和实验分析均表明：传统的基于连续介质力学的纤维增强复合材料有限变形理论不适用于弯曲变形，必须考虑弯曲刚度的影响。数值仿真结果也验证了在应变能函数中增加弯曲刚度项是必要的。5）对于工作在磁场条件下的各向异性磁流变弹性体，参考两族纤维增强的复合材料，基于Spencer的不变量理论，对颗粒形成的链和磁场方向分别定义两个方向的不变量，从而建立了一个新的磁流变弹性体的应变能密度函数类型。并研究了在这个新的本构模型下拉伸和简单剪切工况下的力学性能，进而分析了磁场方向和颗粒链方向对于宏观力学性能的影响。
邸龙[5]2003年在《磁流变阻尼器对建筑结构的减震研究》文中进行了进一步梳理结构振动控制是一种新型的抗震技术，其中半主动控制是介于被动控制与主动控制之间的一种控制技术，其仅需少量外加能源，便可产生接近主动控制的效果。由智能材料磁流变体制成的磁流变阻尼器不仅具有结构简单，体积小，反应快，能耗小和阻尼力连续顺逆可调等优点外，而且还易于和计算机相结合。在半主动控制下，磁流变阻尼器可以有效地减小建筑结构的风振和地震反应。因此，国内外已经有越来越多的学者投入到此方面的研究中来，并已取得了一定的成果，但在磁流变阻尼器的力学模型和磁流变阻尼结构的分析与设计方面仍然存在着许多问题，有待于进一步解决和完善。 本文以提出一个新的且简单准确的磁流变阻尼器的力学模型，并建立一套关于磁流变阻尼结构的分析方法和设计方法为目的，主要完成了以下工作： (1)磁流变阻尼器的力学模型 在了解和掌握用于分析磁流变阻尼器力学特性的几种力学模型的基础上，提出了一个新的，形式较为简单且能较为准确地反映阻尼器力学特性的Sigmoid模型，并且将几种模型进行了对比分析。 (2)磁流变阻尼结构的弹塑性地震反应分析 对实际结构的恢复力模型按叁线型刚度退化模型考虑，磁流变阻尼器采用作者所提出的Sigmoid模型，对在半主动全态和半主动双态控制下的磁流变阻尼结构进行了弹塑性地震反应分析和对比分析，并得出了相应的结论。 (3)磁流变阻尼结构的优化分析 在既定的优化目标下利用时程分析方法对磁流变阻尼结构进行优化分析，且得出了优化布置结果。并给出计算实例，编制了相应的计算程序。 (4)磁流变阻尼结构的设计方法 本文的创新之处在于： (1)提出了一个新的磁流变阻尼器力学模型——Sigmoid模型。 西安建筑科技大学硕士学位论文（2）在半主动控制下，按作者所提出的力学计算模型模拟磁流变阻尼器，原结构按叁 线型刚度退化模型考虑，建立了一套关于磁流变阻尼结构的弹塑性分析方法。（3）利用设定优化目标对磁流变阻尼器及其结构进行优化。（4）提出了磁流变阻尼结构的设计方法。
王松[6]2012年在《磁流变体的电磁学特性及其传感技术研究》文中研究指明本文主要研究磁流变体的电磁学特性，针对磁流变体优良的电磁学特性，将磁流变体电磁学特性应用于传感器设计中。本论文包括以下内容：1、磁流变液导电特性及其阻尼器健康在线自诊断检测系统的研究。本文研究了磁流变液电阻特性机理，设计了磁流变液电阻。该电阻是上下底面为金属的圆柱体容器，容器内部装满了磁流变液；然后设计了能准确测量磁流变电阻值的检测系统；最后研究磁流变液在外加磁场作用下，磁流变液电阻与磁感应强度的关系，并对实验数据进行拟合，得到拟合表达式。根据磁流变液的电阻特性，本文设计了基于磁流变液智能传感技术的磁流变液阻尼器健康在线自诊断检测系统。2、磁流变液电容特性及其电容式大加速度传感器系统的研究本文研究了磁流变液电容特性机理，设计了磁流变液电容器。该电容器为极板间距离可调的平行板电容器，其内部充满了磁流变液；然后设计了能准确测量磁流变电容值的检测系统；最后研究磁流变液在外加磁场作用下，磁流变液电容与磁感应强度的关系，并对实验数据进行拟合，得到拟合表达式。根据磁流变液的电容特性，本文设计了悬臂梁式磁流变液大加速度电容式传感器系统。3、磁流变脂磁致伸缩效应及其材料特性传感器的研究。本文研究了磁流变脂磁致伸缩特性机理；然后利用光杠杆原理设计出一种测量磁流变脂磁致伸缩系数的光学系统。该系统能够精确地检测磁流变脂磁致伸缩系数随外加磁场的变化规律，通过实验研究磁流变脂磁致伸缩系数与磁感应强度之间的关系；通过实验发现磁流变脂磁致伸缩系数可以达到10-4数量级，这表明磁流变脂具有明显的磁致伸缩现象，具有实际应用价值。能很好地应用于传感器领域。本文也研究了磁流变液的磁致伸缩效应，结果表明：磁流变液也具有较强磁致伸缩效应。最后，本文提出一种基于磁流变脂磁致伸缩效应的材料特性传感器。
向平[7]2006年在《摩托车磁流变减振器的设计与试验研究》文中指出磁流变液应用于车辆悬架的减振器受到车辆工程领域的广泛重视并引起人们的关注，其应用可望实现车辆减振的智能控制并提高减振效果。目前国内已有较多的学者从事汽车磁流变液减振器的研究与开发，但针对摩托车减振器的磁流变液的应用研究几乎没有报道。因此根据摩托车减振器的结构特点和技术状况，开展磁流变液的应用和产品试验研究具有一定的理论和工程实际意义。 本文根据磁流变技术的研究现状和摩托车悬架技术的发展趋势，系统研究了摩托车减振磁流变阻尼技术，包括：磁流变效应、阻尼器系统理论、设计方法和实验研究，旨在推进磁流变体和磁流变减振器在摩托车悬架中的应用研究。本文主要在以下几方面开展了摩托车磁流变减振器的设计与试验研究： ①磁流变效应的流变机理和磁流变效应的模型描述与分析基础上，提出用于摩托车磁流变减振器的磁流变体的性能要求与性能测试原理； ②磁流变减振器的工作原理分析，并推导出混合模式阻尼力表达式与磁回路设计以及摩托车磁流变减振器材料参数和结构设计； ③摩托车磁流变减振器阻尼力的影响因素分析与MATLAB仿真； ④磁流变减振器的试验研究。 本论文通过摩托车磁流变减振器的样品开发与试验，验证了上述设计与分析方法的有效性和正确性，有望在此基础上进一步开展应用研究和产品开发。
王春辉[8]2011年在《还原铁粉磁流变抛光液的合成及性能研究》文中认为磁流变抛光(MRF)是近些年来兴起的一种先进的加工技术,主要用于旋转表面的抛光,特别适用于小口径元件的快速抛光,具有精度高和易于控制的优点,另外一个明显优势是在抛光过程中不存在抛光磨头的磨损问题。磁流变抛光原理是这样的：在外加磁场的作用下,利用磁流变效应,整个液体粘稠度发生较大变化,产生较大的剪切应力,发生流变的磁流变抛光液流经工件与运动盘之间的空隙时,会对工件表面产生很大的剪切力,从而使工件表面凸起的部位被去除,达到抛光的效果。磁流变效应是指在载液中加入一种高磁导率的磁性颗粒,在没有磁场时,磁流变液为牛顿流体,当加入外部磁场时,流体的流变性能发生突变,使整个液体迅速固化而失去流动性,这种转化在毫秒量级内即可完成而且过程可逆,当撤掉磁场,流体又恢复其流动性,这种效应又称为Bingham效应,通常用Bingham模型来描述。本文实验采用的原料是钢厂废弃物氧化铁皮,可以实现对炼钢废弃物的高附加值利用,并且成本比使用羰基铁粉有很大的下降,有较大的研究价值。本文阐述了磁流变液和抛光液的原理以及制备过程,大致如下：首先将氧化铁皮进行球磨、筛选等处理,制得所需粒度大小的氧化铁粉末,然后在650℃/4h条件下用氢气还原制得还原铁粉,再用多种测试手段检测铁元素含量,进行包覆,最后将铁粉颗粒连同抛光粉和添加剂一起加入到载液中即可制得磁流变抛光液。通过MCR301型流变仪对剪切应力性能以及表观粘度进行测试,对抛光液进行力学测试得出,加入抛光粉制成磁流变抛光液后,其流体力学性能未受到明显影响,剪切应力在较低的磁场下可以迅速增大,随后达到极限值,其剪切应力受到剪切速率影响明显,无外磁场和施加中等强度磁场时,磁流变液的表观粘度随着剪切速率的增大都出现明显剪切稀化现象。通过MCR-301型流变仪对磁流变体力学性能以及表观粘度测试,测试结果表明,在零磁场下流体具有较好的流动性,并出现剪切稀化现象,符合Bingham流体特性；增加磁场能够使剪切应力迅速增大,具有很好的磁场响应,符合在工程实际中的应用需要；与磁流变液相比,添加抛光粉对剪切应力的影响很小,可以忽略；有机膨润上的加入使磁流变液的粘度略有增大,同时也大大提高了磁流变液的沉降稳定性；加入适量的纳米四氧化叁铁能够有效增加磁流变体的剪切应力。
廖昌荣[9]2001年在《汽车悬架系统磁流变阻尼器研究》文中进行了进一步梳理鉴于汽车全主动悬架系统高额的价格和被动悬架性能上的不足，由被动弹性元件和主动阻尼器构成的半主动悬架越来越受到相关研究机构的关注，并逐渐成为研究热点，也受到全球汽车制造商的青睐。主动阻尼器一般根据两种原理进行设计——改变阻尼器阻尼通道的流通面积和改变阻尼器中阻尼液的流动特性。由于根据第一种原理设计的可调阻尼器结构复杂、响应速度慢，人们将研究的重点逐渐转移到可控流体（磁流变体和电流变体）阻尼器的研究和开发上来。电流变体存在剪切屈服应力小、要求的电压高等不足，而磁流变体的屈服应力大，响应速度快、能耗低、显着的流变效应、对污染的不敏感等特点，磁流变体一直是智能结构领域的理想执行（作动）器材料，磁流变阻尼器的研究和开发逐渐成为各国学者和工程技术人员追踪的热点，磁流变体也逐渐成为汽车智能阻尼器的首选材料。本文根据磁流变技术的研究现状和汽车悬架技术的发展趋势，系统研究了汽车磁流变阻尼技术，包括：磁流变效应、阻尼器系统理论、设计方法、实验研究和阻尼器的动力学模型，旨在推进磁流变体和磁流变阻尼器在汽车工程中的应用研究。本文包括下列六章：⒈首先回顾了汽车悬架技术的发展趋势，分析了可调阻尼器的工作原理；论述了磁流变材料和磁流变器件的研究进展，分析了开发基于磁流变阻尼技术的汽车可调阻尼器的重要性和必要性，提出本文的研究目的和研究内容。⒉ 介绍了磁流变效应的流变机理和磁流变效应的模型描述，并利用描述模型分析了影响流变学性能的各种因素，提出了用于汽车磁流变阻尼器的磁流变体的性能要求；介绍了磁流变体的性能测试原理，利用重庆大学力学系研制的磁流变测试仪器对八种磁流变体的Bingham模型参数进行测试，为磁流变阻尼器设计计算提供材料参数和结构设计中的技术问题处理提供依据。⒊ 根据磁流变阻尼器工作模式，利用磁路中的欧姆定律和动态磁路设计原理，结合汽车悬架的技术要求和结构特点，提出了基于剪切模式和流动模式共同作用（混合工作模式）的汽车磁流变阻尼器设计原理，讨论了阻尼器动态磁路设计中的若干技术问题；根据流体力学Navier-Stokes方程，分别利用Newton流体特性和Bingham流体特性，推导了基于平板模型和轴对称模型的流变学方程，得出了阻尼器阻尼力的计算方法。流变学方程表明：改变阻尼通道的磁场强度可以控制磁流变阻尼器的阻尼力，从理论上分析了磁路参数和阻尼通道的结构参数对磁流变阻尼器阻尼力的影响。根据本文提出的磁流变阻尼器设计原理和微型汽车悬架的技术要求和结构特点，设计制作了两种结构形式的微型汽车磁流变阻尼器。⒋ 讨论了磁流变阻尼器的内特性和外特性，按照国家标准和微型汽车悬架系<WP=5>统的技术条件，利用国家客车质量检测中心MTS电液伺服测试系统对本文设计的磁流变阻尼器进行了示功特性、速度特性和温度特性测试。对不同励磁电流条件下的理论阻尼力与测试阻尼力进行了比较，分析了产生误差的主要原因；对阻尼器产生温度效应产生的主要原因进行了分析，提出了应该提高磁流变体的温度稳定性；推导了磁流变体的感性和容性流动方程，从理论上分析了磁流变体的感性和容性对阻尼器特性的影响。实验表明：本文提出的混合工作模式的汽车磁流变阻尼器设计原理是可行的。⒌ 根据磁流变阻尼器测试结果和磁流变体的本构特征，分析了磁流变阻尼器的动力学特性，建立了非线性弹-粘塑性模型，并采用梯度下降算法进行参数优化，用此模型对磁流变阻尼器的速度特性进行了描述；针对磁流变阻尼器的动力学特性，根据BP神经网络的函数逼近能力，建立磁流变阻尼器的神经网络模型，利用神经网络模型摸拟了阻尼器的示功特性和速度特性。研究表明，在阻尼器运行状态下两种模型预测结果都能与实验测试结果基本吻合。⒍ 第6章是结论与展望，总结了本文所取得的主要研究成果，指出了磁流变技术在汽车悬架中应用需要进一步研究的一些问题。
彭扬[10]2005年在《磁流变阻尼器半主动控制仿真研究》文中指出磁流变阻尼器是一种出力大,响应快,耗能低,具有广阔应用前景的智能阻尼器,用于半主动控制时,因其自动适应外界环境荷载的能力而可以显着地改善结构的抗震性能。本文针对磁流变阻尼器作为智能半主动控制装置用于土木工程结构的振动控制进行了以SIMULINK 为平台的一系列数值仿真研究。首先,本文在双线型恢复力模型微分方程的基础上,利用SIMULINK 强大而简明的建模能力,分别建立了未考虑退化和考虑退化的双线型恢复力模型,并在一个叁层钢筋混凝土框架上进行了数值仿真,验证了这种建模方法的有效性。其次,在分析研究磁流变体性能的基础上,研究了各种磁流变阻尼器静力模型和动力模型,比较了它们描述磁流变阻尼器性能的准确性。根据杨广强的实验数据,建立基于修正的Bouc-Wen 模型下的磁流变阻尼器SIMULINK 仿真模型,并进行了在正弦波荷载作用下的磁流变阻尼器的数值仿真。最后,研究了磁流变阻尼器的两种控制算法。利用编制的SIMULINK 恢复力模型和磁流变阻尼器仿真模型进行了结构在地震作用下的磁流变阻尼器减振控制仿真研究,比较了双态控制算法和模糊控制算法,研究了磁流变阻尼器安装位置对于控制效果的影响。同时,针对结构振动模糊控制规则生成困难的问题,提出了一种获取模糊控制规则的实用方法。研究表明,第一,两种控制算法都表明磁流变阻尼器能有效的减小结构在地震作用下的反应。相比而言,双态控制原理简单,实现容易,控制效果不错。模糊控制相对复杂,实现稍复杂,但是它可以利用磁流变阻尼器的整个动态性能,控制效果相对更好。第二,磁流变阻尼器一般安装到结构的薄弱位置或反应较大的位置,这对于减小结构的反应更有效果。总而言之,磁流变阻尼器能够显着的减小结构在地震作用下的反应,是一种非常有前景的半主动控制装置。
参考文献：
[1]. 磁流变体的力学机理研究[D]. 司鹄. 重庆大学. 2003
[2]. 场致流变体流变特性及测试技术的研究[D]. 徐伟. 扬州大学. 2007
[3]. 炼钢废弃物合成磁流变液及其性能研究[D]. 孙文海. 东北大学. 2009
[4]. 磁流变体有限变形数值模拟及本构建模研究[D]. 孙书蕾. 西北工业大学. 2015
[5]. 磁流变阻尼器对建筑结构的减震研究[D]. 邸龙. 西安建筑科技大学. 2003
[6]. 磁流变体的电磁学特性及其传感技术研究[D]. 王松. 重庆师范大学. 2012
[7]. 摩托车磁流变减振器的设计与试验研究[D]. 向平. 重庆大学. 2006
[8]. 还原铁粉磁流变抛光液的合成及性能研究[D]. 王春辉. 东北大学. 2011
[9]. 汽车悬架系统磁流变阻尼器研究[D]. 廖昌荣. 重庆大学. 2001
[10]. 磁流变阻尼器半主动控制仿真研究[D]. 彭扬. 华中科技大学. 2005
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