基于Bingham模型的磁流变半主动隔振

摘要

磁流变液是一种新型智能材料，和传统的阻尼液以及电流变液相比较它具有非常明显的优点，是一种有着广泛应用前景的新产品，目前已经在卡车司机座椅、机车抗蛇行减振器、工程结构中得到了一定的研究和应用，但是将其应用于半主动隔振系统的研究还未见报导。 本文正是在这样一种背景下首先对采用磁流变阻尼器的半主动隔振系统进行了研究，研究内容和主要结果有以下几个方面： (1)第一章综述了半主动控制的研究现状，总结了半主动控制系统近几十年的研究进展和所取得的成果，讨论了存在的问题和目前的研究难点，并对今后的发展趋势进行了分析； (2)第二章在MTS机上进行了磁流变阻尼器动态特性试验，主要讨论磁流变液的试验方法和磁流变液的实验力学模型； (3)第三章研究了半主动隔振系统的动力学特性。本章采用Bingham塑性模型研究了单自由度磁流变隔振系统的主共振，在被动控制时利用平均法得到了系统的理论解，且对理论解进行了数值验证，并研究了各参数对主共振的影响；在半主动控制时利用Simulink对系统进行数值仿真； (4)本文的最后一部分设计了实现半主动隔振系统的测控系统。在这一章中研究的半主动控制规律主要是开关控制，并且以被动控制和半主动控制作为对比。 最后，在结束语中指出了本文所取得的成果和创新之处，以及可能存在的问题和今后的研究方向。

目录

文摘

英文文摘

独创性声明及关于论文使用授权的说明

第一章绪论

1.1选题的目的及意义

1.2振动控制的发展及研究现状

1.2.1结构控制方法

1.2.2各种振动控制方法的优缺点比较

1.3磁流变液的特点、应用状况及磁流变阻尼的力学模型

1.3.1磁流变液的特点及应用状况

1.3.2磁流变阻尼器的力学模型

1.4控制算法和控制策略的研究现状及优化

1.4.1控制算法和控制策略的研究现状

1.4.2控制算法和控制策略的优化

1.5本文研究的内容及创新点

第二章磁流变阻尼器的分析和试验

2.1磁流变流体的工作机理与流变特性

2.2磁流变阻尼器件的工作模式

2.3磁流变阻尼器的力学模型

2.4阻尼器力学模型的验证

2.4.1磁流变阻尼器的阻尼特性试验装置

2.4.2试验结果与分析

2.5本章小结

第三章基于Bingham模型的磁流变半主动隔振

3.1研究磁流变半主动隔振的意义

3.2磁流变阻尼力模型

3.3被动隔振和主动隔振的模型

3.4半主动隔振系统模型

3.4.1被动控制

3.4.2半主动控制

3.5基于SIMULINK的磁流变阻尼器隔振系统的仿真

3.5.1 SIMULINK简介

3.5.2隔振系统的仿真

3.6磁流变阻尼力模型参数对半主动开关控制的影响

3.6.1参数对振幅的影响

3.6.2参数对系统幅频响应的影响

3.7本章小结

第四章单自由度隔振系统的试验研究

4.1引言

4.2半主动隔振系统的试验装置及其工作原理

4.2.1工作原理

4.2.2试验装置

4.2.3控制程序

4.3试验内容

4.3.1被动控制

4.3.2半主动控制

4.4试验结果与分析

4.4.1施加电流对磁流变阻尼器隔振效果的影响

4.4.2激振振幅对磁流变阻尼器隔振效果的影响

4.4.3试验与仿真的比较

4.5本章小结

第五章结论和展望

5.1全文总结

5.2有待研究的工作及展望

参考文献

致谢

个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文