建筑結(jié)構(gòu)利用磁流變阻尼器振動(dòng)控制技術(shù)進(jìn)展

大跨度拱橋磁流變阻尼器減震控制——大跨度拱橋磁流變阻尼器減震控制對(duì)拱橋這種大型結(jié)構(gòu)在地震激勵(lì)作用下實(shí)施減震控制是提高結(jié)構(gòu)安全性的重要途徑。為實(shí)現(xiàn)磁流變阻尼器在拱橋振動(dòng)控制中的應(yīng)用,提出在拱橋上設(shè)置磁流變阻尼器的減震控制方案。以改進(jìn)的現(xiàn)象模型...

為進(jìn)一步提高隔震高架橋的抗震性能,避免在強(qiáng)震下隔震支座位移過(guò)大,可以將附加減震措施與隔震支座配合使用,組成混合隔震系統(tǒng)。基于位移控制目標(biāo),研究了簡(jiǎn)化的兩自由度高架橋線(xiàn)性模型分別在最優(yōu)被動(dòng)控制、lqr主動(dòng)控制、lqr-clipped磁流變(mr)阻尼器半主動(dòng)控制及mr阻尼器skyhook控制下的地震響應(yīng)。研究結(jié)果表明,基于skyhook控制的mr阻尼器控制效果可以達(dá)到lqr-clipped控制的效果,相對(duì)最優(yōu)被動(dòng)控制也體現(xiàn)出一定的優(yōu)越性。并且skyhook控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單,具有較強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。

介紹了帶有磁流變阻尼器的液壓電梯的基本原理及節(jié)能方案,對(duì)無(wú)磁流變阻尼器的液壓電梯在運(yùn)行過(guò)程中的能耗變化進(jìn)行了比較,分析了電梯利用磁流變阻尼器節(jié)能的可能性。結(jié)果表明,磁流變阻尼器的液壓電梯具有更高的效能,從而大幅降低了液壓電梯的能耗。

磨削壓力控制是一個(gè)需要高控制精度的力控制系統(tǒng),磁流變液的可變阻尼特性很適合作為其控制元件。磁流變液的工作模式主要有剪切、擠壓和流動(dòng)三種,其力矩輸出及控制特性都不相同。分析了常用的閥式和盤(pán)式兩種磁流變液阻尼器的計(jì)算模型,提出用可控比參數(shù)比較兩者的控制性能及輸出轉(zhuǎn)矩。并通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證盤(pán)式阻尼器比閥式阻尼器有更好的可控性,更適于應(yīng)用于磨削壓力控制。

在地震作用下,被動(dòng)控制裝置往往會(huì)因?yàn)檫^(guò)度變形而失去其隔震功能。磁流變(mr)阻尼器是一種在結(jié)構(gòu)控制領(lǐng)域中表現(xiàn)出巨大應(yīng)用潛力的半主動(dòng)控制裝置。在房屋建筑基礎(chǔ)設(shè)置磁流變阻尼器對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行振動(dòng)控制。算例結(jié)果表明,mr阻尼器可以有效減小上部結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)。

風(fēng)振控制是高層建筑結(jié)構(gòu)抗風(fēng)設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要內(nèi)容。本文對(duì)磁流變阻尼器半主動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),首先對(duì)基于現(xiàn)代控制理論的半主動(dòng)控制算法進(jìn)行了討論,通過(guò)模擬分析,比較了分別基于經(jīng)典線(xiàn)性最優(yōu)控制算法和瞬時(shí)最優(yōu)控制算法下控制系統(tǒng)的控制效果;其次對(duì)控制律的選取進(jìn)行了研究,通過(guò)算例分析,對(duì)分別采用“開(kāi)-關(guān)”型控制律和改進(jìn)型控制律時(shí),系統(tǒng)的控制效果進(jìn)行了比較分析。通過(guò)選擇合適的控制算法和控制律,使控制系統(tǒng)達(dá)到優(yōu)化。

研究了高沖擊載荷作用下的火炮磁流變后坐阻尼器,設(shè)計(jì)了一多階帶槽且經(jīng)過(guò)光滑處理的長(zhǎng)行程磁流變阻尼器,運(yùn)用電磁場(chǎng)有限元分析軟件對(duì)阻尼器結(jié)構(gòu)與磁路耦合問(wèn)題進(jìn)行了求解,分析了線(xiàn)圈繞向、活塞和鋼筒部件材料、飽和電流、阻尼通道等各種工況下阻尼器磁場(chǎng)分布情況,給出了沖擊載荷下的磁流變后坐阻尼器磁路設(shè)計(jì)一般準(zhǔn)則.數(shù)值計(jì)算結(jié)果表明設(shè)計(jì)的長(zhǎng)行程火炮磁流變后坐阻尼器滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)與磁路設(shè)計(jì)要求.

以高沖擊、高速環(huán)境下的某口徑火炮反后坐裝置為研究對(duì)象,討論了后坐阻力對(duì)火炮靜止性和射擊穩(wěn)定性的影響,研究了磁流變阻尼器對(duì)火炮后坐運(yùn)動(dòng)的控制作用。設(shè)計(jì)了火炮磁流變后坐阻尼器及沖擊試驗(yàn)平臺(tái);考慮沖擊載荷激勵(lì)下慣性力的影響,建立了火炮反后坐裝置動(dòng)力學(xué)模型并進(jìn)行了計(jì)算仿真,對(duì)所設(shè)計(jì)長(zhǎng)行程磁流變阻尼器進(jìn)行了沖擊試驗(yàn),測(cè)試其在沖擊載荷下的動(dòng)態(tài)特性,并進(jìn)行了后坐過(guò)程半實(shí)物仿真控制。試驗(yàn)結(jié)果表明設(shè)計(jì)的長(zhǎng)行程火炮用磁流變阻尼器可有效抑制沖擊載荷激勵(lì)作用,為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)火炮后坐力與行程控制的一體化設(shè)計(jì)和工程應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

通過(guò)比較被動(dòng)、主動(dòng)控制方法的控制效果,研究了磁流變(magneto-rheological)阻尼器半主動(dòng)控制方法在高架橋梁抗震控制中的作用。根據(jù)高架橋梁的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),將典型的墩-支座-橋面結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化為一個(gè)兩自由度的線(xiàn)性系統(tǒng),依據(jù)3個(gè)設(shè)計(jì)目標(biāo):最小化支座響應(yīng)、最小化橋墩響應(yīng)及最小化兩者響應(yīng),分別用高阻尼的橡膠支座進(jìn)行被動(dòng)控制、用二次線(xiàn)性調(diào)節(jié)器(lqr)方法進(jìn)行主動(dòng)控制、以mr阻尼器為半主動(dòng)控制設(shè)備,用二次線(xiàn)性調(diào)節(jié)剪切最優(yōu)控制器(lqr-clipped)控制方法進(jìn)行半主動(dòng)控制。分別使用上述3種控制方法對(duì)同一個(gè)系統(tǒng),在ei-centro、gebze、maxico3種地震激勵(lì)下進(jìn)行數(shù)值計(jì)算。數(shù)值結(jié)果表明,在最小化支座響應(yīng)及最小化兩者響應(yīng)控制目標(biāo)時(shí),mr半主動(dòng)控制與主動(dòng)控制具有相同的控制效果,但在最小化支座響應(yīng)時(shí),橋墩的響應(yīng)很大;然而,最小化兩者響應(yīng)時(shí),支座及橋墩均有很好的控制效果。

傳統(tǒng)基礎(chǔ)隔震系統(tǒng)性能參數(shù)固定，不能根據(jù)外部振動(dòng)和載荷變化做出相應(yīng)調(diào)整，在現(xiàn)代建筑隔震領(lǐng)域具有極大的局限性。磁流變彈性體（mre）因其優(yōu)異的磁控特性受到大家的廣泛關(guān)注，利用mre制作新型智能隔震支座是未來(lái)建筑隔震的重要方向。該文對(duì)目前mre在建筑抗震中的應(yīng)用進(jìn)行了總結(jié)，已有的研究結(jié)果表明，mre隔震支座較傳統(tǒng)基礎(chǔ)隔震器件在建筑隔震中擁有更好的隔震效果，其在建筑隔震領(lǐng)域擁有廣闊的前景。

磁流變光整加工技術(shù)研究進(jìn)展

探討了一種新型耗能摩擦阻尼器的耗能原理及其在重型機(jī)械振動(dòng)控制中的應(yīng)用。研究表明,該阻尼器除具有傳統(tǒng)阻尼器的優(yōu)點(diǎn)外,還克服了傳統(tǒng)摩擦阻尼器只能提供恒定的摩擦力的缺點(diǎn)。同時(shí),該阻尼器可以利用振源信號(hào)進(jìn)行反饋控制,因此增大了耗能能力,提高了減振效果。有限元仿真分析證明,該新型摩擦阻尼器應(yīng)用在重型機(jī)械上具有較好的減振效果。

為滿(mǎn)足扭矩高、空轉(zhuǎn)少、穩(wěn)定性好的要求,本文設(shè)計(jì)了一種碟型磁流變離合器,并對(duì)其進(jìn)行了特性分析.根據(jù)賓漢流體的本構(gòu)方程,推導(dǎo)出了該種離合器在磁流變液體為固體狀態(tài)和液體狀態(tài)時(shí)扭矩傳遞的方程,即離合器剛性接合與滑動(dòng)接合相互轉(zhuǎn)化時(shí)輸出扭矩發(fā)生階躍的理論依據(jù).同時(shí)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測(cè)試了該離合器輸出扭矩與電流變化的關(guān)系以及輸出盤(pán)與輸入軸達(dá)到同步響應(yīng)所需時(shí)間.

摘要 磁流變阻尼器作為優(yōu)秀的半主動(dòng)控制器件，已被廣泛運(yùn)用于各種場(chǎng)合的振動(dòng)控制。 為改善汽車(chē)的乘坐舒適性和行駛安全性，提出一種汽車(chē)磁流變半主動(dòng)懸架的控制策略。 采用磁流變減振器的車(chē)輛半主動(dòng)懸架系統(tǒng)，由于磁流變阻尼器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、能耗低、反 應(yīng)迅速且阻尼可調(diào)，正在成為新型車(chē)輛懸掛的發(fā)展方向，本文基于磁流變可控流體本 構(gòu)關(guān)系的bingham模型，對(duì)影響車(chē)用磁流變減振器的阻尼力的各種因素進(jìn)行了綜合分 析。本文中介紹車(chē)用阻尼器的應(yīng)用與研究現(xiàn)狀；磁流變液的組成及磁流變效應(yīng)基本原 理，分析磁流變減振器的工作原理及其數(shù)學(xué)模型，結(jié)合國(guó)內(nèi)外最新研究成果，綜述用 于汽車(chē)懸架的mr減振器的仿真模型、控制方法。磁流變液作為流變學(xué)特性可控的一種 智能材料，應(yīng)用十分的廣泛。 關(guān)鍵詞：半主動(dòng)懸架；磁流變效應(yīng)；磁流變減振器；仿真模型；磁流變液 abstract magnetorheologicaldamper

根據(jù)磁流變液在磁場(chǎng)作用下的可控可逆特性,在傳統(tǒng)磁流變閥閥芯上纏繞三組勵(lì)磁線(xiàn)圈,與閥體一起組成4個(gè)可變阻尼間隙,形成一種外側(cè)圓環(huán)阻尼間隙多級(jí)調(diào)壓型磁流變閥。采用ansys有限元仿真軟件對(duì)多級(jí)調(diào)壓型磁流變閥進(jìn)行了磁場(chǎng)仿真,得出了磁力線(xiàn)分布和磁感應(yīng)強(qiáng)度大小?；诜抡婧筇幚頂?shù)據(jù)對(duì)磁流變閥進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化,得出了該磁流變閥的最佳結(jié)構(gòu)參數(shù),并對(duì)結(jié)構(gòu)優(yōu)化前后阻尼間隙處的磁感應(yīng)強(qiáng)度以及進(jìn)出口閥壓差進(jìn)行了對(duì)比分析。相關(guān)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法和思路對(duì)磁流變閥設(shè)計(jì)具有一定的理論指導(dǎo)意義。

減隔震技術(shù)是通過(guò)引入隔震系統(tǒng)或阻尼裝置以降低結(jié)構(gòu)地震反應(yīng).本文首先簡(jiǎn)要介紹常見(jiàn)的阻尼器在建筑結(jié)構(gòu)中的發(fā)展研究現(xiàn)狀,然后進(jìn)一步對(duì)常用的黏滯阻尼器的減震機(jī)理及力學(xué)模型進(jìn)行合理的論述,分析了黏滯阻尼器在建筑結(jié)構(gòu)抗震應(yīng)用中的影響因素,并結(jié)合實(shí)際算例,對(duì)某建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行基于黏滯阻尼器的減震分析,研究得到合理布置黏滯阻尼器對(duì)結(jié)構(gòu)的層間位移角控制明顯,可防止普通結(jié)構(gòu)在地震中的倒塌.本文研究可為黏滯阻尼器在建筑結(jié)構(gòu)抗震中的推廣應(yīng)用提供參考.

1 《產(chǎn)品力學(xué)環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)》課程論文 這學(xué)期我選修了“產(chǎn)品力學(xué)環(huán)境適應(yīng)性設(shè)計(jì)”這門(mén)專(zhuān)業(yè)課程，圍 繞著振動(dòng)環(huán)境試驗(yàn)，我們了解了振動(dòng)環(huán)境試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的制定發(fā)展和現(xiàn) 狀，下面結(jié)合課程內(nèi)容談一下我的理解。 課件中以殲八飛機(jī)研制中遇到過(guò)的振動(dòng)問(wèn)題為例，說(shuō)明了振動(dòng)環(huán) 境試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)貫徹實(shí)施的重要性。而且各種周期的、隨機(jī)的、瞬態(tài)的振 源產(chǎn)生的自由振動(dòng)、強(qiáng)迫振動(dòng)、自激振蕩、結(jié)構(gòu)振動(dòng)等不但會(huì)降低飛 機(jī)的使用壽命，對(duì)其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度產(chǎn)生不良影響，更會(huì)對(duì)駕駛?cè)藛T產(chǎn)生負(fù) 面影響。其實(shí)，不僅僅是飛機(jī)，很多軍用民用產(chǎn)品都需要進(jìn)行振動(dòng)環(huán) 境試驗(yàn)。由振動(dòng)引起的工作性能故障、失靈，工藝問(wèn)題和構(gòu)件疲勞破 壞、裂紋擴(kuò)展以至斷裂、機(jī)械磨損或電子器件壽命蛻變等長(zhǎng)周期振動(dòng) 破壞現(xiàn)象，便是振動(dòng)功能試驗(yàn)和耐久性試驗(yàn)所要檢測(cè)的內(nèi)容。 振動(dòng)環(huán)境試驗(yàn)進(jìn)行前需要制定一系列的標(biāo)準(zhǔn)。這些標(biāo)準(zhǔn)分為通用 和專(zhuān)用，通常分別適用于使用環(huán)境變化大和特定產(chǎn)品

從能量的角度出發(fā),介紹了幾種減小結(jié)構(gòu)振動(dòng)的方法和一般情況下結(jié)構(gòu)減震的做法,并簡(jiǎn)要說(shuō)明了摩擦阻尼器的耗能原理。在閱讀了大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,介紹了最初的摩擦阻尼器的構(gòu)造形式和國(guó)內(nèi)外專(zhuān)家學(xué)者對(duì)摩擦阻尼器研究歷程。從設(shè)計(jì)出發(fā)點(diǎn)、結(jié)構(gòu)組成、耗能原理、試驗(yàn)結(jié)果、模擬分析等方面介紹了幾種新型摩擦阻尼器,對(duì)現(xiàn)有摩擦耗能器不足之處、進(jìn)一步需要解決的問(wèn)題提出了一些個(gè)人觀(guān)點(diǎn)。

研究應(yīng)用mr阻尼器對(duì)建筑結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)進(jìn)行半主動(dòng)控制的算法和原理。介紹了mr阻尼器的恢復(fù)力模型,并對(duì)其參數(shù)進(jìn)行了設(shè)計(jì),提出了基于全狀態(tài)反饋與基于觀(guān)測(cè)器的半主動(dòng)h∞控制律。通過(guò)對(duì)裝有兩個(gè)mr阻尼器的六層框架結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)分析表明,基于這兩種半主動(dòng)控制律的控制方法能有效地減小結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng),并且具有好的魯棒性能。

采用粘滯阻尼器對(duì)風(fēng)荷載作用下的結(jié)構(gòu)振動(dòng)進(jìn)行了減振控制設(shè)計(jì)。采用有限元軟件對(duì)該減振結(jié)構(gòu)進(jìn)行脈動(dòng)風(fēng)時(shí)程荷載作用下的時(shí)程分析,計(jì)算表明在設(shè)置非線(xiàn)性粘滯阻尼器后,該建筑結(jié)構(gòu)的風(fēng)振加速度降低,頂層舒適度得到了改善,在風(fēng)壓為0.50kn/m2和0.413kn/m2工況下頂層加速度峰值減小幅度分別為53.90%和82.97%。風(fēng)荷載作用下粘滯阻尼器滯回曲線(xiàn)飽滿(mǎn),具有顯著的耗能能力。

根據(jù)磁流變液的流變特性及典型先導(dǎo)式溢流閥的結(jié)構(gòu),分析磁流變先導(dǎo)式溢流閥設(shè)計(jì)中存在的關(guān)鍵技術(shù)難題。針對(duì)關(guān)鍵技術(shù)難題,設(shè)計(jì)一種磁流變先導(dǎo)式溢流閥,采用磁流變閥作先導(dǎo)閥,合理設(shè)計(jì)磁流變閥工作間隙的相對(duì)位置和大小,并對(duì)磁流變先導(dǎo)式溢流閥主閥的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),可有效提高磁流變閥的阻尼力,降低磁流變先導(dǎo)式溢流閥的沖蝕和噪聲。

磁流變液離合器的磁路設(shè)計(jì)是離合器設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié),系統(tǒng)地分析了多盤(pán)式磁流變液離合器磁路設(shè)計(jì)中磁路結(jié)構(gòu)應(yīng)該注意的因素。在此基礎(chǔ)上,建立一套基于磁飽和效應(yīng)的磁路設(shè)計(jì)方法,應(yīng)用磁路歐姆定律計(jì)算磁路所需磁通勢(shì),并用ansys有限元分析軟件進(jìn)行電磁場(chǎng)仿真。