淺談阻尼器平板模型z小二乘法磁路仿真優化設計

在過去的三十年間，智能控制的發展為土木工程結構的振動控制開辟了新的天地結構智能控制系統以智能材料和器件的應用為突出標志可用于制作控制裝置的智能驅動材料主要有電磁流變液體、形狀記憶材料、壓電材料、磁致伸縮材料以及可收縮膨脹聚合膠體等采用智能驅動材料可以制作電、磁或溫度等調節的主動控制驅動裝置和變阻尼裝置，且出力大、能耗小、反應迅速，將成為結構振動控制新一代的主動驅動裝置和變阻尼裝置磁流變液MR阻尼器就是其中一種優良的半主動控制裝置MR阻尼器以其機械簡易性、可調范圍寬、低能耗、出力大以及穩定性強等優點引起了國內外人員學者的廣泛關注。

本文主要圍繞我們自行研制開發的2T-MR阻尼器進行研究，首先總結和回顧了近年來國內外人員學者對于MR阻尼器的研究以及應用狀況，并提出本文在其基礎要進行的工作其次，介紹了MR液體的流變機理、本構關系以及制備要求等，通過比較以往研制的MR阻尼器，選擇更為合理的阻尼器型式和內部構造，在此基礎上，運用MR阻尼器的平板模型進行MR阻尼器的初步設計在設計過程中，討論了MR液體工作間隙對阻尼器性能和阻尼器的兩個重要指標阻尼力大小和動力可調范圍的影響，并得到了z為優化的工作間隙同時進行了磁路設計、蓄能器設計等的初步設計再次，針對研制的2T-MR阻尼器進行了準靜力試驗，描述了不同電流輸入、基于振幅、基于頻率、阻尼器響應時間等試驗的結果，并將試驗結果與理論結果進行比較，理論結果由平板模型計算得來，預測出MR液屈服剪應力與電流之間的關系。

同時就試驗中出現的一些現象進行了討論，給出了這些現象發生可能的原因由于準靜態模型如平板模型無法真實模擬MR阻尼器的動力特性，在第四章重點講述了幾類常用的動力模型，討論了參數對模型的影響，并根據試驗結果運用阻尼z小二乘法識別出模型的參數。z后，運用專業的電磁場仿真軟件對2T-MR阻尼器的核心部分即磁路部分進行了有限元分析，得到了在不同電流下阻尼器的磁場分布、磁飽和和磁泄漏狀況、MR液工作孔隙的磁感應強度等，綜合有限元分析結果，從而進行了阻尼器的磁路優化設計，使設計的阻尼器達到z佳的工作效率本文的研究旨在深入研究MR阻尼器的動力特性，提出了MR阻尼器的動力模型參數識別方法與磁路優化設計方法，為設計出更為優良的MR阻尼器打下基礎。