电流变液夹层圆柱壳声振性能实验研究

本文选用自行配制的硅油基纳米硅粉和淀粉电流变液 (ERF) ,对灌注电流变液的夹层圆柱壳体的隔声性能及声激励结构响应进行了实验研究 ,对不同电流变液在外加电场下的流变现象进行了定性分析和比较 ,分析了外加电场对电流变液夹层圆柱壳体的声和振动的控制效果。实验结果表明 :施加电场后的电流变液夹层圆柱壳体对处于中、高频率的声波没有明显的吸收和阻隔效果 ,但对于由声激励引起的结构振动有明显的控制作用。无论对声传播还是声激振动 ,电流变材料的影响都是随频率变化而变化的。     

电流变弹性体夹层结构梁的动力学仿真研究

对电流变弹性体夹层悬臂梁在不同电场控制下的振动响应特性和可控性进行研究。将电流变弹性体等效为一种具有电控力学性能的粘弹性阻尼材料,基于Hamilton原理建立了三层电流变弹性体夹层梁的有限元动力学方程,仿真分析了其在不同外加电场控制下的振动特性。分析结果显示,随着外加电场强度的增加,电流变弹性体夹层梁的固有频率不断增大,振动幅值却不断减小。表明电流变弹性体夹层梁具有与电流变液夹层梁相似的可控振动响应特性,能在外加电场作用下实现对结构振动的实时控制。     

电流变液用于旋转运动柔性梁振动控制的实验研究

建立了用于旋转运动电流变夹层梁振动响应测试的实验系统.对电流变夹层梁在不同电场强度与旋转速度下的振动响应特性进行了实验研究.实验结果显示,旋转运动电流变夹层梁在外加电场的作用下,能快速抑制梁的残余振动,缩短振动衰减时间.表明在外加电场的控制下,电流变材料能有效抑制旋转运动柔性梁的振动.     

电流变夹层圆柱腔体的高频声振响应特性的实验研究

采用电流变流体(ERF)，结合工程实际中常见的隔声腔体结构，通过实验研究了高频声激励作用下含电流变材料夹层圆柱腔体的声振响应特性及其变化。结果表明：当外激励为高频信号时，电流变效应的影响仍相当明显，通过对电流变材料施加电场控制，可以对夹层壳形成的封闭腔体的结构振动进行有效的控制。所进行的声振实验结果显示，电流变效应对复合结构的振动在不同的频率段可产生抑制和放大的不同作用，说明在高频激励环境下，电流变复合结构仍具备较强的振动控制能力；同时，腔体外部的声压并未因电流变效应的作用发生明显改变，表明电流变效应对高频噪声没有明显的控制作用。     

旋转电流变复合梁的有限元建模分析

研究了含有电流变材料层的旋转复合梁的振动特性。利用Hamilton原理和有限元方法推导了电流变夹层梁的动力学方程。分析了外加电场、旋转速度及电流变层的厚度等对梁的固有频率和模态损耗因子的影响。仿真结果表明电流变材料在外加电场作用下，能显著提高系统的阻尼损耗因子，可有效抑制旋转梁结构的振动。     

电流变夹层板滑模振动控制

为实现板结构振动控制,基于滑动模态控制思想,设计适用于电流变夹层结构的变刚度控制器,并且推导两类控制律——滑模控制律和简化的开关控制律。先将电流变液处理为可控黏弹性材料,基于Hamilton原理建立电流变夹层板有限元模型。设计滑模控制器时,首先将系统变换到模态空间,然后利用LQR最优控制理论设计控制面函数,设计电流变夹层板的滑模控制器,最后给出两个近似的半主动控制律。对悬臂电流变夹层板进行仿真分析,设计的滑模控制器能显著降低电流变夹层板振动水平,均方根降幅达到88.23%,取得明显优于被动控制的减振效果,体现电流变夹层结构在板结构振动控制应用中的前景。     

基础简谐激励下匀速旋转运动电流变夹层梁的振动稳定性

摘 要：建立了基础激励和定轴转动联合作用时电流变夹层梁的运动微分方程,着重研究了基础简谐激励和匀速旋转运动作用时电流变夹层梁的振动稳定性。采用多尺度法获得了梁的一次近似解析解和参激振动失稳的条件。通过对电流变夹层梁在不同激励参数、控制电场和旋转角速度时的振动响应时间历程曲线和对应相图的数值分析,探讨了电场作用下电流变夹层梁的参激振动稳定性。仿真结果表明,在一定的条件下,可以通过控制作用于电流变夹层梁的电场强度来改变系统出现运动不稳定的临界激励幅值,提高结构的动力稳定性。     

利用电流变阻尼器的索振动控制实验研究

由于拉索具有极大的柔性,相对较小的质量,以及非常低的阻尼,其对风荷载及交通荷载引起的振动十分敏感.最近的研究方向也转向了对索振动使用电/磁流变阻尼器的半主动控制.本文通过在靠近下端锚固点的轴垂直方向设置电流变阻尼器来减缓拉索振动.实验中,我们对实际索结构中143m长的索取1/12的模型比,也就是建立一个12m长的索模型.设计了一个电流变阻尼器,在不同的激振力幅值和不同的使用电压条件下,对拉索-阻尼器系统的非线性振动特性进行了实验研究.最后计算了索控制后的振动衰减效果.     

磁流变弹性体夹层梁的振动响应特性实验研究

摘 要：设计和制备了基于磁流变弹性体材料的夹层结构梁,对所制备的磁流变弹性体夹层梁的振动响应特性进行了实验测试和分析。实验结果显示,在外加磁场作用下,磁流变弹性体夹层梁的振动响应幅值和固有频率将发生改变,具有减幅和移频特性。表明磁流变弹性体材料在磁场控制下,能改变夹层梁的振动响应特性,可实现对柔性梁的实时振动控制。     

磁流变夹层简支梁的有限元分析

智能材料——磁流变液(MRF)的流变特性如粘性、剪切弹性模量等随外加磁场可迅速、可逆变化,MRF可用于复合智能夹层梁板结构。建立了MRF简支夹层梁有限元模型,分别形成每层的单元矩阵,推导了MRF夹层梁的动力学方程,研究了上下面板为铝板条的MRF夹层梁的振动特性,进行了实验验证,计算与实验结果吻合较好:随着外加磁场强度的增加,梁的固有频率和损耗因子均增大,说明磁流变液在外加磁场作用下对夹层梁有显著的抑振作用。     

电流变液减振器及其在切削颤振控制中应用的研究现状

电流变液是表观粘度随外加电场变化的一种胶质悬浮液。基于此良好的机电耦合特性 ,附加电流变液的减振器为在机械系统与结构中引入半主动控制技术提供了最佳的手段。本文介绍了电流变液、电流变效应和电流变液减振器的工作方式 ,并结合国内外的研究现状对应用于切削颤振控制领域中的电流变液减振器进行了综合评述。最后 ,对目前制约电流变液减振器应用的因素也进行了讨论。     

电流变阻尼器的设计及模型参数识别

因为电/磁流变阻尼器能够将主动控制和被动设备的优点有效结合起来,所以使用这种阻尼器的结构振动半主动控制方法在近年来吸引了更多人的目光.本文描述了关于电流变阻尼器的设计和动态特性试验.已建立的电流变阻尼器的动力特性将在不同的电场强度和变化的位移幅度下进行测试.通过一系列激振频率下的周期振动测试,我们可以得到在不同位移和速度下恢复力的滞回曲线,建立hysteretic biviscous模型.通过把根据试验得到的滞回曲线和使用hysteretic biviscous模型预测得到的滞回曲线进行比较可知,这种模型可以十分准确地获得阻尼器的非线性的阻尼特性.     

电流变减振器的参数估计与减振性能研究

本文对研制的多层极板式电流变减振器进行了正弦和随机激励实验，发现这种减振器在低频时减振效果非常明显，在高电场时减振器表现出明显的非线性特性，减振器还具有移频特性，即减振器的刚度在电场作用下发生变化。为了比较，对一种滑动极板减振器进行了对比实验。最后用递归最小平方法估计了减振器的粘性阻尼和库仑阻尼，估计时考虑了刚度的变化，估计的结果与实验结果一致。     

声子晶体与轮边驱动电动汽车振动噪声控制

声子晶体是一种具有弹性波带隙的周期性非均匀新型复合材料,带隙频率范围内的弹性波传播被抑制或被禁止。在介绍声子晶体概念、基本特征及带隙理论的基础上,阐述了声子晶体在振动与噪声控制领域的研究现状;对轮边驱动电动汽车振动噪声的产生机理、频域特性、声品质、现有车用减振降噪材料技术进行分析,得出现有车用减振降噪材料与轮边驱动电动汽车振动噪声的矛盾;最后结合声子晶体各种特性和该矛盾,对声子晶体在电动汽车减振降噪方面的应用研究和挑战做了分析。     

新型聚合物电流变材料的合成及性能

以间苯二胺,2,5-二氧环己二甲酸二甲酯为原料,经缩合、闭环、氧化等反应,制得了聚喹吖(2,3b)啶-12,14(5,7)二酮(PQA)并进行了表征;并以PQA为基础粒子制备了无水型电流变流体(ERF),研究了其电流变性能。考察了溴代二苯甲烷(BDPM)-PQA体系中粒子浓度、电场强度、剪切速率等对电流变流体性能的影响,并从聚合物粒子的分子结构特点出发,对该体系的电流变效应进行了解释;对比了不同分散介质(BDPM及硅油)对电流变效应的影响。结果表明,PQA在BDPM中具有较佳的电流变效应,当粒子的质量分数为30%,外加电场为3 kV/mm时,屈服应力达4.0 kPa。     

电磁场对A1-18%Si过共晶合金初晶Si相形貌的影响

研究了交流电场、直流磁场和二者复合产生的电磁振荡对A1-18%(质量分数)Si过共晶初晶Si相形貌的影响。结果表明:交流电场、直流磁场和电磁振荡都使合金初晶Si相的大小经历了一次细化过程,交流电场使Si原子有序偏聚团的尺寸和数目发生改变,增大形核率,细化初晶Si相;直流磁场通过电磁制动效应抑制了初晶Si相的形核与长大;电磁振荡细化作用是通过减弱合金的成分过冷和温度梯度从而增大过冷度实现的。三者相比,在电磁振荡的作用下初晶Si相更为细小。