磁流变材料的流变性能研究

磁变流液（Magnetorheological fluid）是一种新兴的智能材料，其流变性能可随外加磁场的变化而迅速改变。本文采用实验的方法，对不同组分的磁流变液，在不同的磁场强度、不同的剪应率下的流变特性进行了研究，得到了磁流变材料的性能随磁场强度、剪应变率、磁介质百分率、磁介质微粒大小等变化的规律，为磁流变材料的开发研究和工程应用提供了基本依据。     

飞行器火工装置的冲击隔离结构方案实验研究

飞行器由于采用了××炸药索作为级间分离及壁板减重的火工装置，当火工品引炸时，对周围的仪器支架和脱拔插头产生高达３００００ｇ的冲击加速度。为保护仪器支架和脱拔插头，本文，总结了多种隔冲击结构方案的试验结果，选出了一种最佳方案，即二级硅橡胶缓冲器与阻尼复合结构的结合形式。该方案可使冲击加速度衰减至１６０ｇ以下。测的是周向过载。４结语粘弹阻尼复合结构用于高频响、高过载的冲击衰减系统尚是一种新的尝试。由于本课题所设计的缓冲支架采用了多级隔冲方式，冲击载荷传递的环节多，而且是三维冲击响应，载荷的波形复杂，不确定因素多，无法采用理论分析的方法进行研究。虽然如此，缓冲器的隔冲特性以及粘弹阻尼复合结构的减振性能还是可以估算的。这方面的理论问题有待于进一步研究。从试验角度而言，本次试验已解决了飞行器的仪器盒及脱拔插头的隔冲击振动问题，证明所设计的隔冲击支架满足使用要求。通过对不同支承界面联接方式的研究，选出了较佳的支承结构形式，即文中的标准状态。该结构形式隔冲击性能好，衰减倍数大，安装和更换方便，防热性能好。试验数据表明，仪器架的衰减倍数大于４００倍，脱拔插头支架大于２９０倍；在最大过载约３００００ｇ，最大响应频率约２２．４     

火炮磁流变后坐系统仿真

将磁流变技术应用于火炮反后坐装置是目前正在发展的一种降低火炮后坐力的新技术,优化火炮反后坐装置控制,达到实时调节阻力。针对某型号火炮,在建立动力学模型和电磁模型的基础上设计了磁流变反后坐系统。为实现理想的后坐控制规律,提出了PID和模糊控制算法。利用ADAMS和MATLAB进行联合仿真,仿真结果表明,在后坐行程范围内,最大后坐阻力分别为3.71×105N,3.53×105N,相比传统火炮减小了13%和17%,并且模糊控制的后坐阻力曲线具有良好的"平台效应",实现了控制目标,表明磁流变阻尼器良好的可控性和应用于火炮后坐系统中的可行性。     

磁流变阻尼器内部流体动能的能量采集

为了构建自供能式磁流变阻尼器内部实时状态监测传感系统,本文介绍了一种针对磁流变阻尼器内部流体能的能量采集装置。该装置被安装于磁流变阻尼器活塞顶端并为检测阻尼器内部工作参数的无线传感模块1供电。根据能量守恒定律,推导出磁流变阻尼器中磁流变液流动能的理论模型。通过实验测试分析了在不同的外界激励下能量采集装置的工作情况,证明了采集的电能随着活塞的运动频率增加而增加,而与磁流变阻尼器的磁流变特性没有明显的关系。测试表明利用此装置能较好的采集到来自于磁流变阻尼器内部流体流动产生的能量,为无线传感模块供电。     

液力忆惯容器装置建模与特性试验

针对液力忆惯容器装置已有数学模型忽略因素过多的问题,考虑油液的惯性、动力学黏度以及装置内部的干摩擦,建立符合工程实际的非线性数学模型. 试制液力忆惯容器装置样机,并进行台架试验. 结果表明,当位移激励的频率较低时,液力忆惯容器装置提供的惯性力、黏滞阻尼力较小,可以近似等效为干摩擦阻尼器;当激励的频率较高时,装置等效为理想忆惯容器、非线性黏滞阻尼器、干摩擦阻尼器三元件并联. 装置的输出合力、惯性力、阻尼力试验值与仿真值最大偏差分别为5.70%、9.15%、5.47%,惯质特性曲线和寄生阻尼特性曲线的试验值与仿真值最大偏差分别为4.23%和8.50%,表明数学模型准确可靠,能够满足工程需要,为液力忆惯容器装置在减振系统中的应用奠定了基础.     

磁流变抛光D型去除函数创成机制数值分析

磁流变抛光技术是超精密光学元件制造的最终工艺环节。为了进一步研究在磁流变抛光过程中,当工件的嵌入深度不同时,其去除函数对抛光区域内磁流变抛光液的压力、速度、密度的影响,作者通过开展数值计算对相关参数进行试验、分析,探明了在磁流变抛光过程中,其加工工件的嵌入深度不同对磁流变抛光液的压力、速度、密度的影响机制,得出了当加工工件的嵌入深度逐渐变深时,磁流变抛光液的压力会随其变深而增大、磁流变抛光液的运动速度相反会随其变深而逐渐减小、磁流变抛光液的密度会随其变深而逐渐增大的结论。     

MRD减振控制系统的后备混合储能电源设计与仿真

针对磁流变阻尼器MRD(magnetorheological damper)减振控制系统后备电源采用单一蓄电池供电存在响应时间慢和稳定性差问题,提出锂电池/超级电容的后备混合储能电源。首先进行储能系统供电方式的选择及容量配置,然后设计了锂电池和超级电容分别串联双向DC/DC变换器进行功率分配的混合储能结构,再将负载端电流滤波后的高频分量和低频分量用来实现变换器电压电流闭环控制,最后在Matlab/Simulink中搭建混合储能仿真模型,进行输出响应和脉冲功率扰动仿真,对单一锂电池储能和混合储能电源进行性能比较。结果表明,混合储能电源的输出响应时间可达毫秒级;超级电容能提供80%起始功率,并且在脉冲功率扰动下补偿波动功率,以维持母线端稳定,满足MRD减振控制系统的实际工程需求。     

一种描述磁流变弹性体滞回特性的分数阶导数改进Bouc?Wen模型

为了准确表征大范围应变幅值、激励频率和磁场下磁流变弹性体(Magnetorheological elastomer, MRE)的力学行为,本文引入黏弹性分数阶导数,提出一种描述磁流变弹性体滞回特性的分数阶导数改进Bouc?Wen模型。分析了各向同性与异性MRE的微观形貌特征,对MRE进行了性能试验,研究发现,MRE的储能和损耗模量随着应变幅值(0～100%)增大先不变后减小,随着频率(0～100 Hz)增大而增大,随着磁场(0～545 mT)增大而增大。在此基础上,基于分数阶导数提出改进Bouc?Wen模型,在Simulink软件中建立仿真模型,利用Oustaloup滤波器算法对分数阶导数项近似计算,对比分析验证了改进模型的有效性,各工况下仿真数据和试验数据的吻合度均高于98%。结果表明:改进Bouc?Wen模型能准确地模拟MRE应力应变滞回曲线,拟合精度较Bouc?Wen模型明显提升,改进模型在较宽的应变幅值、频率和磁场范围内是准确有效的,为实现MRE的工程应用打下基础。      

某学院楼减隔震方案比选与设计北大核心CSCD

某学校学院楼项目结构高度为23.5m,下部采用混凝土框架结构,上部有一大跨度钢桁架结构横跨在两端教学区结构上。研究了铅芯橡胶支座、铅芯橡胶支座+黏滞阻尼器、摩擦摆支座三种隔震方案,对各方案均进行了相关的隔震支座设计,确定了各方案的支座及阻尼器的力学参数,通过选择合适的摩擦系数,可使摩擦摆支座在保证良好减震效果的同时也能更好地控制罕遇地震下变形,且耐久性较好。分析结果表明:摩擦摆支座方案可以达到铅芯橡胶支座+黏滞阻尼器方案的隔震效果,并且能使结构变形不至于过大。     

基于磁流变阻尼器的车辆悬架系统模糊半主动控制

在对磁流变液和磁流变阻尼器的研究基础上 ,以磁流变阻尼器作为半主动控制元件组成模糊半主动悬架系统。运用数值仿真和试验研究等方法对基于磁流变阻尼器的模糊半主动悬架进行了研究。数值仿真和试验结果表明 ,设计的模糊半主动控制算法可对基于磁流变阻尼器的半主动控制悬架实现有效的控制