建筑结构利用磁流变阻尼器振动控制技术进展

大跨度拱桥磁流变阻尼器减震控制——大跨度拱桥磁流变阻尼器减震控制对拱桥这种大型结构在地震激励作用下实施减震控制是提高结构安全性的重要途径。为实现磁流变阻尼器在拱桥振动控制中的应用,提出在拱桥上设置磁流变阻尼器的减震控制方案。以改进的现象模型...

为进一步提高隔震高架桥的抗震性能,避免在强震下隔震支座位移过大,可以将附加减震措施与隔震支座配合使用,组成混合隔震系统。基于位移控制目标,研究了简化的两自由度高架桥线性模型分别在最优被动控制、lqr主动控制、lqr-clipped磁流变(mr)阻尼器半主动控制及mr阻尼器skyhook控制下的地震响应。研究结果表明,基于skyhook控制的mr阻尼器控制效果可以达到lqr-clipped控制的效果,相对最优被动控制也体现出一定的优越性。并且skyhook控制系统简单,具有较强的实用价值。

介绍了带有磁流变阻尼器的液压电梯的基本原理及节能方案,对无磁流变阻尼器的液压电梯在运行过程中的能耗变化进行了比较,分析了电梯利用磁流变阻尼器节能的可能性。结果表明,磁流变阻尼器的液压电梯具有更高的效能,从而大幅降低了液压电梯的能耗。

磨削压力控制是一个需要高控制精度的力控制系统,磁流变液的可变阻尼特性很适合作为其控制元件。磁流变液的工作模式主要有剪切、挤压和流动三种,其力矩输出及控制特性都不相同。分析了常用的阀式和盘式两种磁流变液阻尼器的计算模型,提出用可控比参数比较两者的控制性能及输出转矩。并通过实验验证盘式阻尼器比阀式阻尼器有更好的可控性,更适于应用于磨削压力控制。

在地震作用下,被动控制装置往往会因为过度变形而失去其隔震功能。磁流变(mr)阻尼器是一种在结构控制领域中表现出巨大应用潜力的半主动控制装置。在房屋建筑基础设置磁流变阻尼器对结构进行振动控制。算例结果表明,mr阻尼器可以有效减小上部结构的地震反应。

风振控制是高层建筑结构抗风设计的一项重要内容。本文对磁流变阻尼器半主动控制系统进行了优化设计,首先对基于现代控制理论的半主动控制算法进行了讨论,通过模拟分析,比较了分别基于经典线性最优控制算法和瞬时最优控制算法下控制系统的控制效果;其次对控制律的选取进行了研究,通过算例分析,对分别采用“开-关”型控制律和改进型控制律时,系统的控制效果进行了比较分析。通过选择合适的控制算法和控制律,使控制系统达到优化。

研究了高冲击载荷作用下的火炮磁流变后坐阻尼器,设计了一多阶带槽且经过光滑处理的长行程磁流变阻尼器,运用电磁场有限元分析软件对阻尼器结构与磁路耦合问题进行了求解,分析了线圈绕向、活塞和钢筒部件材料、饱和电流、阻尼通道等各种工况下阻尼器磁场分布情况,给出了冲击载荷下的磁流变后坐阻尼器磁路设计一般准则.数值计算结果表明设计的长行程火炮磁流变后坐阻尼器满足结构与磁路设计要求.

以高冲击、高速环境下的某口径火炮反后坐装置为研究对象,讨论了后坐阻力对火炮静止性和射击稳定性的影响,研究了磁流变阻尼器对火炮后坐运动的控制作用。设计了火炮磁流变后坐阻尼器及冲击试验平台;考虑冲击载荷激励下惯性力的影响,建立了火炮反后坐装置动力学模型并进行了计算仿真,对所设计长行程磁流变阻尼器进行了冲击试验,测试其在冲击载荷下的动态特性,并进行了后坐过程半实物仿真控制。试验结果表明设计的长行程火炮用磁流变阻尼器可有效抑制冲击载荷激励作用,为进一步实现火炮后坐力与行程控制的一体化设计和工程应用奠定了基础。

通过比较被动、主动控制方法的控制效果,研究了磁流变(magneto-rheological)阻尼器半主动控制方法在高架桥梁抗震控制中的作用。根据高架桥梁的结构特点,将典型的墩-支座-桥面结构简化为一个两自由度的线性系统,依据3个设计目标:最小化支座响应、最小化桥墩响应及最小化两者响应,分别用高阻尼的橡胶支座进行被动控制、用二次线性调节器(lqr)方法进行主动控制、以mr阻尼器为半主动控制设备,用二次线性调节剪切最优控制器(lqr-clipped)控制方法进行半主动控制。分别使用上述3种控制方法对同一个系统,在ei-centro、gebze、maxico3种地震激励下进行数值计算。数值结果表明,在最小化支座响应及最小化两者响应控制目标时,mr半主动控制与主动控制具有相同的控制效果,但在最小化支座响应时,桥墩的响应很大;然而,最小化两者响应时,支座及桥墩均有很好的控制效果。

传统基础隔震系统性能参数固定，不能根据外部振动和载荷变化做出相应调整，在现代建筑隔震领域具有极大的局限性。磁流变弹性体（mre）因其优异的磁控特性受到大家的广泛关注，利用mre制作新型智能隔震支座是未来建筑隔震的重要方向。该文对目前mre在建筑抗震中的应用进行了总结，已有的研究结果表明，mre隔震支座较传统基础隔震器件在建筑隔震中拥有更好的隔震效果，其在建筑隔震领域拥有广阔的前景。

磁流变光整加工技术研究进展

探讨了一种新型耗能摩擦阻尼器的耗能原理及其在重型机械振动控制中的应用。研究表明,该阻尼器除具有传统阻尼器的优点外,还克服了传统摩擦阻尼器只能提供恒定的摩擦力的缺点。同时,该阻尼器可以利用振源信号进行反馈控制,因此增大了耗能能力,提高了减振效果。有限元仿真分析证明,该新型摩擦阻尼器应用在重型机械上具有较好的减振效果。

为满足扭矩高、空转少、稳定性好的要求,本文设计了一种碟型磁流变离合器,并对其进行了特性分析.根据宾汉流体的本构方程,推导出了该种离合器在磁流变液体为固体状态和液体状态时扭矩传递的方程,即离合器刚性接合与滑动接合相互转化时输出扭矩发生阶跃的理论依据.同时设计实验测试了该离合器输出扭矩与电流变化的关系以及输出盘与输入轴达到同步响应所需时间.

摘要 磁流变阻尼器作为优秀的半主动控制器件，已被广泛运用于各种场合的振动控制。 为改善汽车的乘坐舒适性和行驶安全性，提出一种汽车磁流变半主动悬架的控制策略。 采用磁流变减振器的车辆半主动悬架系统，由于磁流变阻尼器结构简单、能耗低、反 应迅速且阻尼可调，正在成为新型车辆悬挂的发展方向，本文基于磁流变可控流体本 构关系的bingham模型，对影响车用磁流变减振器的阻尼力的各种因素进行了综合分 析。本文中介绍车用阻尼器的应用与研究现状；磁流变液的组成及磁流变效应基本原 理，分析磁流变减振器的工作原理及其数学模型，结合国内外最新研究成果，综述用 于汽车悬架的mr减振器的仿真模型、控制方法。磁流变液作为流变学特性可控的一种 智能材料，应用十分的广泛。 关键词：半主动悬架；磁流变效应；磁流变减振器；仿真模型；磁流变液 abstract magnetorheologicaldamper

根据磁流变液在磁场作用下的可控可逆特性,在传统磁流变阀阀芯上缠绕三组励磁线圈,与阀体一起组成4个可变阻尼间隙,形成一种外侧圆环阻尼间隙多级调压型磁流变阀。采用ansys有限元仿真软件对多级调压型磁流变阀进行了磁场仿真,得出了磁力线分布和磁感应强度大小。基于仿真后处理数据对磁流变阀进行了结构优化,得出了该磁流变阀的最佳结构参数,并对结构优化前后阻尼间隙处的磁感应强度以及进出口阀压差进行了对比分析。相关优化设计方法和思路对磁流变阀设计具有一定的理论指导意义。

减隔震技术是通过引入隔震系统或阻尼装置以降低结构地震反应.本文首先简要介绍常见的阻尼器在建筑结构中的发展研究现状,然后进一步对常用的黏滞阻尼器的减震机理及力学模型进行合理的论述,分析了黏滞阻尼器在建筑结构抗震应用中的影响因素,并结合实际算例,对某建筑结构进行基于黏滞阻尼器的减震分析,研究得到合理布置黏滞阻尼器对结构的层间位移角控制明显,可防止普通结构在地震中的倒塌.本文研究可为黏滞阻尼器在建筑结构抗震中的推广应用提供参考.

1 《产品力学环境适应性设计》课程论文 这学期我选修了“产品力学环境适应性设计”这门专业课程，围 绕着振动环境试验，我们了解了振动环境试验标准的制定发展和现 状，下面结合课程内容谈一下我的理解。 课件中以歼八飞机研制中遇到过的振动问题为例，说明了振动环 境试验标准贯彻实施的重要性。而且各种周期的、随机的、瞬态的振 源产生的自由振动、强迫振动、自激振荡、结构振动等不但会降低飞 机的使用寿命，对其结构强度产生不良影响，更会对驾驶人员产生负 面影响。其实，不仅仅是飞机，很多军用民用产品都需要进行振动环 境试验。由振动引起的工作性能故障、失灵，工艺问题和构件疲劳破 坏、裂纹扩展以至断裂、机械磨损或电子器件寿命蜕变等长周期振动 破坏现象，便是振动功能试验和耐久性试验所要检测的内容。 振动环境试验进行前需要制定一系列的标准。这些标准分为通用 和专用，通常分别适用于使用环境变化大和特定产品

从能量的角度出发,介绍了几种减小结构振动的方法和一般情况下结构减震的做法,并简要说明了摩擦阻尼器的耗能原理。在阅读了大量文献的基础上,介绍了最初的摩擦阻尼器的构造形式和国内外专家学者对摩擦阻尼器研究历程。从设计出发点、结构组成、耗能原理、试验结果、模拟分析等方面介绍了几种新型摩擦阻尼器,对现有摩擦耗能器不足之处、进一步需要解决的问题提出了一些个人观点。

研究应用mr阻尼器对建筑结构地震反应进行半主动控制的算法和原理。介绍了mr阻尼器的恢复力模型,并对其参数进行了设计,提出了基于全状态反馈与基于观测器的半主动h∞控制律。通过对装有两个mr阻尼器的六层框架结构的地震反应分析表明,基于这两种半主动控制律的控制方法能有效地减小结构的地震反应,并且具有好的鲁棒性能。

采用粘滞阻尼器对风荷载作用下的结构振动进行了减振控制设计。采用有限元软件对该减振结构进行脉动风时程荷载作用下的时程分析,计算表明在设置非线性粘滞阻尼器后,该建筑结构的风振加速度降低,顶层舒适度得到了改善,在风压为0.50kn/m2和0.413kn/m2工况下顶层加速度峰值减小幅度分别为53.90%和82.97%。风荷载作用下粘滞阻尼器滞回曲线饱满,具有显著的耗能能力。

电流变体是智能材料系统中重要的驱动器材料之一.本文首先简单回顾了电流变体及其工程应用的研究现状,对含电流变体复合材料的研究进展进行了综合论述,并系统分析了电流变体在土木工程结构振动控制领域应用的2种类型:即电流变体阻尼器和将电流变体直接埋置到基体砂浆中做成复合构件.在此基础上,系统总结了利用电流变体作为驱动元件与基体砂浆材料结合制成智能悬臂梁结构的试验和理论研究进展,包括:电流变体复合于砂浆材料中的可行性和工艺,采用瞬态激振法测定智能复合梁结构频率随电场强度的演化规律,利用分析裂纹梁动态响应的方法对含电流变体的砂浆悬臂梁振动模型的模拟,并提出了今后研究应重点解决的问题.

根据磁流变液的流变特性及典型先导式溢流阀的结构,分析磁流变先导式溢流阀设计中存在的关键技术难题。针对关键技术难题,设计一种磁流变先导式溢流阀,采用磁流变阀作先导阀,合理设计磁流变阀工作间隙的相对位置和大小,并对磁流变先导式溢流阀主阀的结构进行优化设计,可有效提高磁流变阀的阻尼力,降低磁流变先导式溢流阀的冲蚀和噪声。