磁流变液阻尼器在磁悬浮轴承中的应用

设计了一种磁流变液阻尼器并应用于磁悬浮轴承系统中,由于临界转速分析是转子支承系统设计中最重要的内容之一,针对基于磁流变液阻尼器的高速磁悬浮柔性转子,利用有限元法分析了不同刚度和不同阻尼分别对磁悬浮转子临界转速的影响程度,从理论上得出了磁流变液阻尼器支承刚度在104～105 N/m之间、阻尼在700 N·s/m附近时对转子临界转速影响较大的结论,分析结果有助于指导磁流变液阻尼器的设计.     

基于SimMechanics的含磁流变阻尼器单自由度系统动态性能分析

磁流变阻尼器具有响应快、动态性能好的特点.利用Matlab/SimMechanics工具箱对含磁流变阻尼器的单自由度系统建模,并比较使用线性阻尼器和使用磁流变阻尼器对系统的动态性能的影响.发现使用磁流变阻尼器对阻尼系统的动态性能有显著的改善.     

交变磁场下盘型磁流变流体阻尼器的动力特性

为了掌握交变磁场对基于剪切方式的盘型磁流变（MR）流体阻尼器动力特性的影响，试验研究了正弦磁场下支承在盘型磁流变流体阻尼器上的柔性转子系统的动力特性.通过测量不同磁场频率和强度下转子系统的运动轨道、振动时间历程和不平衡响应曲线，并与恒定磁场下的结果进行了比较.结果发现，磁场的频率对盘型磁流变流体阻尼器的动力特性有着显著的影响.随着磁场频率的增大，盘型磁流变流体阻尼器抑制转子振动的能力减小.当磁场的频率高于一个临界频率后，转子系统的动力特性与无磁场时的动力特性相同，正弦磁场不能够控制磁流变流体阻尼器的动力特性.磁场强度越大，正弦磁场的临界频率越高.     

摩托车磁流变阻尼器设计研究

为了进行摩托车磁流变阻尼器的研究,选择剪切阀式作为摩托车磁流变阻尼器的工作模式,推导了基于平行结构的Bingham模型阻尼器阻尼力的计算表达式,设计制作了单出杆磁流变阻尼器,并对其阻尼特性进行了实验研究.实验表明:实验结果与理论分析结果相吻合,其设计原理和分析方法是正确可行的;该磁流变阻尼器有较好的可控性,能满足摩托车的使用要求.     

基于多场耦合分析的磁流变阻尼器建模与结构参数影响

为了建立准确的阻尼器出力模型,在Bingham黏塑性模型的基础上增加线性弹簧单元描述磁流变液的黏弹塑性. 以双出杆剪切阀式磁流变阻尼器为研究对象,将上述模型引入多场耦合仿真中,结合磁场仿真得到的非均匀动态磁场,可得磁流变液的表观黏度分布,处理得到阻尼器在不同的输入激励与电流下的动态特性. 研究结果表明,相较于并联本构,依据串联本构建立的磁流变阻尼器仿真模型与试验结果具有更好的一致性. 根据理论与仿真分析各结构参数对阻尼器磁场及阻尼器出力及其可调范围的影响,计算各参数对阻尼器出力的灵敏度. 结果表明,阻尼间隙与活塞直径对阻尼器的出力影响较大,其中活塞直径的影响最大,峰值灵敏度指标与均值灵敏度指标分别为84.66%和94.51 N.     

基于MR阻尼器的控制力矩陀螺振动抑制方法研究

针对控制力矩陀螺引起的微振动问题,研究了基于磁流变阻尼器的控制方法。在磁流变阻尼器结构设计的基础上,建立了磁流变阻尼器的动力学模型,提出磁流变阻尼器的半主动控制算法。根据磁流变阻尼器对磁场的要求设计了磁路结构,在Maxwell中完成磁力线和磁感应强度的有限元分析,对系统的振动抑制效果进行了模型仿真。根据所提出的半主动控制算法及基于控制力矩陀螺平台的系统运动方程,在扰动源的激励下通过simulink进行仿真,并搭建了磁流变阻尼器振动实验平台测试其振动抑制效果。仿真及实验测试结果表明,所设计的磁流变阻尼器有效地实现了对控制力矩陀螺微振动的抑制目的。     

建筑结构利用磁流变阻尼器振动控制技术的研究进展

近年来,人们对磁流变阻尼器进行了大量研究的结果表明它是一种比较理想的半主动控制装置.本文从磁流变液的特点,磁流变液体的力学模型,半主动控制策略及工程应用等几个方面阐述了其发展过程,并指出磁流变阻尼器存在的问题及发展前景.     

磁流变阻尼器及其研究进展

磁流变阻尼器是应用磁流变体在强磁场下的快速可逆流变特性而制造的一种新型半主动控制装置。本文介绍了磁流变液的组成以及材料特点,即连续性、可逆性、频率响应时间短;从设计磁流变阻尼器的角度,阐述了磁流变阻尼器的构造特点、力学模型以及半主动控制方法;最后介绍了磁流变阻尼器的工程应用,总结了目前其存在的问题及今后发展的方向。     

工程应用中的磁流变阻尼器

磁流变液是一种新型的智能材料.磁流变液的快速流变性能使其广泛应用于制造减振阻尼器、制动器、离合器、抛光装置和液压阀等.从设计的角度出发,阐述了磁流变阻尼器的力学模型及半主动控制策略,并对其在工程中的应用及发展前景进行了总结.     

基于动态迟滞单元的磁流变阻尼器建模与辨识

磁流变阻尼器(Magnetorheological damper,简称MR阻尼器)在振动控制方面具有很好的应用前景,但是由于MR阻尼器固有的非线性的迟滞特性会影响控制精度,因此需要对磁流变阻尼器进行建模分析。首先提出了改进的动态迟滞单元(Modified dynamic hysteresis operator,MDHO),MDHO能够描述不同的输出幅值;然后在MDHO的基础上提出了MR阻尼器的迟滞模型,在该模型中磁流变阻尼器的输出阻尼力表示为MDHO的滞变阻尼力与粘滞力两部分;最后利用改进的粒子群算法(Modified particle swarm optimization,MPSO)进行模型参数辨识。实验结果表明,基于动态迟滞单元的磁流变阻尼器的迟滞模型能够有效模拟MR阻尼器的实际特性。     

Integrated intelligent control analysis on semi-active structures by using magnetorheological dampers

The control strategy is very important for semi-active control or active control systems. An integrated intelligent control strategy for building structures incorporated with magnetorheological (MR) dampers subjected to earthquake excitation is proposed. In this strategy, the time-delay problem is solved by a neural network and the control currents of the MR dampers are determined quickly by a fuzzy controller. Through a numerical example of a three-storey structure with one MR damper installed in the first floor, the seismic responses of the uncontrolled, the intelligently controlled, the passive-on controlled, and the passive-off controlled structures under different earthquake excitations are analyzed. Based on the numerical results, it can be found that the time domain and the frequency domain responses are reduced effectively when the MR damper is added in the structure, and the integrated intelligent control strategy has a better earthquake mitigation effect.     

磁流变阻尼器的神经网络建模及应用

对非线性的磁流变阻尼器进行建模,建立单个磁流变阻尼器的神经网络正模型和神经网络逆模型,设计了两种四磁流变阻尼器的神经网络逆模型,通过两层控制策略将它们应用于汽车半主动悬架控制.结果表明:第1种神经网络逆模型对簧载质量的垂直加速度、俯仰角加速度和侧倾角加速度具有较好的控制效果,可有效改善车辆的行驶平顺性和操纵稳定性;第2种神经网络逆模型还有待改善.     

基于增量动力分析法的高层建筑-阻尼器系统地震易损性分析

高层建筑在远场强地震下可能发生严重震害,通常在建筑中设置阻尼器实现消能减震,降低建筑物主体结构地震响应以减轻震致破坏。现行建筑抗震设计规范已经给出了建筑中阻尼器的通用设计方法,然而,建筑-阻尼器系统在强地震下的实际响应是否与设计结果有所偏差、在同一设防目标下不同类型阻尼器的性能是否存在差异尚不清楚。基于现行建筑抗震设计规范,设计了20层钢框架结构以作为阻尼器性能评估的Benchmark模型,并以同一减震目标设计了3类典型阻尼器：摩擦阻尼器、粘滞阻尼器和防屈曲支撑,基于所拟合的阻尼器试验曲线,对阻尼器进行参数设计,给出了典型阻尼器的数值模型。基于场地类型选取了10条地震动进行增量动力分析,对比评估了3类典型阻尼器对结构抗倒塌性能的控制效果。采用基于位移的结构性能水准评价指标,研究了3类典型阻尼器的减震控制效果,结果表明,对于采用基于中国规范设计的高层建筑-阻尼器系统,速度型的粘滞阻尼器控制效果最优,位移型的摩擦阻尼器和防屈曲支撑次之,且性能相近。     

Performance of viscous fluid dampers coupling adjacent inelastic structures under near-fault earthquakes

The behavior of viscous fluid damper applied in coupling structures subjected to near-fault earthquake was studied. The structural nonlinearity was characterized by Bouc-Wen model and several near-fault ground motions were simulated by the combination of a recorded earthquake (background ground motion) with equivalent velocity pulses that possess near-fault features. Extensive parametric studies were carried out to find the appropriate damping coefficient. Performances of viscous fluid dampers were demonstrated by the relationship between the force and displacement, the maximal damper force and stroke. The control performances were demonstrated in terms of the response reductions of adjacent structures. The results show that the dynamic responses of adjacent structures are mitigated greatly. Proper damping coefficients of connecting fluid dampers have a small difference, while adjacent structures under different near-fault ground motions with the same peak acceleration. The maximum force of damper is about 0.8 MN, and the maximum damper stroke is about ±550 mm. Satisfied viscous fluid dampers can be produced according to the current manufacturing skills.     

半主动磁流变减振驱动器的工作原理及应用

为了降低土木工程结构的振动，采用具有能耗低，出力大，反应速度快的智能材料－磁流变液设计制作了一种新型的半主动控制装置－磁流变减振驱动器（MR damper)。介绍了磁流变液的工作机理，分析了磁流变减振驱动器的参数影响了设计装置时应考虑的因素。针对安装有磁流变减振驱动器的单自由度结构进行了仿真分析，结果表明合理的选择参数并结合较好的控制算法能够很好地控制结构的反应，结构的最大位移可降59％，基底剪力可降低37％。当不加磁场时，磁流变减振驱动器相当于被动的粘滞液体减振驱动器，仿真分析结果表明它降低了结构的反应，所以它是一种安全无故障装置。因此，磁流变减振驱动器是一种理想的半主动制装置。     

MR阻尼器在空间网壳结构风振抑制中的结构几何参数影响

磁流变液(MR)阻尼器是一种新型智能材料减振装置,将MR阻尼器以适当方式和网壳结构结合,形成具有智能材料杆件的空间网壳结构,以达到抑制结构风振的目的,研究了结构几何参数对空间网壳结构的抗风减振效果的影响.研究表明,网壳结构的几何参数的改变对加入MR阻尼器后的网壳结构在风荷载作用下的减振效果具有一定程度的影响.     

建筑结构地震反应的智能隔震控制

研究了ER／MR阻尼器和隔震垫组成的智能基础隔震地结构地震反应的半主动控制方法，智能基础隔震系统中ER/MR可调阻尼器能够有效地改善被动基础隔震系统的性能，保护基础隔震系统因过大的水平变开而产生失效破坏。根据智能基础隔震的特点，建立了基于瞬时最优控制的半主 动控制策略，仿真计算表明智能基础隔震系统不仅能够减小上部结构的地震反应，还能够有效地保护隔震系统的变形，是一种性能非常优异的智能控制系统。     

导管架式海洋平台Pall型摩擦阻尼控制研究

笔者考虑几何非线性,首次提出了适用于海洋平台结构的Pall型摩擦阻尼器的一种新型应用方式,对安装Pall型摩擦阻尼器的不同坡度的等腰梯形框架进行了有限元分析,采用ANSYS程序对该Pall型摩擦阻尼器的滞回特性和力学特性进行了详细的分析.分析结果表明安装Pall型摩擦阻尼器能有效减小动荷载作用下的最大位移,并且大大提高框架的耗能能力,证明了这种新型Pall型摩擦阻尼器与原Pall摩擦阻尼器具有同样的耗能能力.最后,将这种摩擦阻尼器放置在海洋平台结构中,分析了此种摩擦阻尼器在海洋平台结构中的减震效果.     

粘弹性阻尼器混凝土框架结构消能减震分析

粘弹性阻尼器是抗震被动控制中一种十分有效的耗能减震装置,本文介绍了粘弹性阻尼器的构造样式及组成材料,建立三种不同阻尼器形式的框架结构,阐述消能支撑的减震工作原理,以时程分析法对装有三种不同形式粘弹性阻尼器框架结构的地震反应进行了分析,对比了中心支撑、偏心支撑与纯框架结构的顶点位移及加速度等.结果表明:设置粘弹性阻尼器中心支撑的混凝土框架结构消能减震效果明显.