磁流变阻尼器减振性能的试验研究

在对磁流变阻尼器的结构特点和材料选择原则分析的基础上,设计制作了磁流变阻尼器,计算了阻尼器的磁通量等参数.制定了试验方案.采用磁流变阻尼器作为被动控制器件,以拉索为试验对象,进行了磁流变阻尼器在人工激振下的试验和简谐激振下的试验,给出了试验结果.并探讨了阻尼器在不同电流输入时的减振效果,研究了不同索力和不同电流输入时磁流变阻尼器对拉索模态频率的影响.     

内置磁流变阀对磁流变阻尼器动力性能的影响

为提高阻尼器在结构尺寸受限时的输出阻尼力，以磁流变阻尼器为对象，研究了内置磁流变阀结构对磁流变阻尼器动力性能的影响；通过改进传统磁流变阻尼器活塞头结构，将磁流变阀内置于阻尼器内，设计了一种内置阀式磁流变阻尼器，阐述了内置阀式磁流变阻尼器的结构与工作原理；对阻尼器的磁路进行了简化，并利用磁路欧姆定律对其进行了磁路分析；根据磁流变阻尼器的工作模式，建立了内置阀式磁流变阻尼器的阻尼力数学模型；利用有限元软件ANSYS对阻尼器的电磁特性进行了仿真分析，得出了不同电流下液流通道内磁感应强度的分布情况；结合阻尼力数学模型，利用MATLAB软件对阻尼器的动力性能进行了仿真分析；为验证阻尼器设计的合理性，搭建试验台对阻尼器的动力性能进行了测试分析，并将试验与仿真结果进行对比。研究结果表明:仿真与试验结果具有较好的一致性；不同外界激励与速度变化对输出阻尼力影响较小，内置阀式磁流变阻尼器能在不同工况下输出稳定的阻尼力；输出阻尼力与阻尼可调系数近乎线性随励磁电流增长；当电流为1.2 A时，输出阻尼力高达7.521 kN，阻尼可调系数可达9.7。可见，内置磁流变阀结构可在受限体积下有效延长阻尼通道长度，使磁流变阻尼器输出较高的阻尼力，且具备较宽的阻尼可调范围。      

辅助索接地的简化索网-阻尼器系统的阻尼和频率

索网-阻尼器-接地辅助索系统的振动特性研究对于拉索减振问题具有重要的工程应用价值.本文建立了由2根水平拉索和1根锚固于桥面的辅助索组成的简化索网系统,将辅助索简化为线性弹簧单元,基于弦理论,由拉索锚固端的位移边界条件和阻尼器、辅助索安装位置处位移及力的连续条件,推导得索网系统的复特征值方程,并由此求得阻尼和频率的数值解.以3、4阶振动模态为例,讨论了弹簧刚度、安装位置对最大模态阻尼比、阻尼器的最优阻尼系数和相应振动频率的影响.研究结果表明,索网系统的各阶模态存在奇数阶和偶数阶两种模态,两种振动模态具有不同的振动特性.随着辅助索与桥面连接段刚度的增加,最大模态阻尼比可能的取值上限将增加至单索-阻尼器系统的最大模态阻尼比值的2.0~2.4倍,但辅助索可选择的优化安装区间则变得更为狭窄和分散.      

温州市七都大桥北汊桥主桥斜拉索振动控制技术

近年来,随着斜拉桥的数量增多,斜拉索风致振动问题也日益突出,为了有效控制斜拉索风致振动,以温州市七都大桥北汊桥主桥为主跨360 m的双塔中央索面叠合梁斜拉桥为研究背景,针对该桥斜拉索的振动特性,其中,最长斜拉索长193.8 m,最大索重16.6 t,采用粘性剪切型阻尼器(VSD)抑制斜拉索的振动,并对阻尼器参数进行优化设计。理论分析及实桥测试结果表明:安装阻尼器后,斜拉索对数衰减率在3%以上,满足斜拉索减振需求。     

苏通大桥超长斜拉索主动式外置阻尼器

苏通大桥地处长江入海口,其跨径为1088m,由于受季风等气候条件的影响,使得斜拉索振动成为一个必须解决的工程难题,通过在斜拉索锚固端附近横向安装机械阻尼器以起到减振效果。文章主要介绍了斜拉索减振阻尼器的结构及减振机理。     

磁流变阻尼器用于结构减振的控制策略研究

基于Bingham恢复力模型，对磁流变阻尼器用于结构减振的控制策略进行了探讨．根据磁流变液体阻尼器连续可调的特性，建立了一种改进控制策略的数学模型，并给出了它的简化求解方法．为了验证所建议控制策略的有效性，编制计算程序对一工程实例进行了仿真．结果表明，所建议的控制策略有更好的控制效果，具有较好的稳定性．     

基于磁流变阻尼器的铁道车辆模糊半主动控制

研究了基于磁流变阻尼器的铁道车辆半主动悬挂系统的控制方法,建立了50自由度的车辆多体动力学模型和磁流变阻尼器的Spencer模型。运用模糊控制方法设计了基于车体加速度和速度反馈的模糊控制器,利用电压控制函数和滞回特性分离法建立了磁流变阻尼器的逆模型,用于预测控制电流。采用数值仿真方法研究了基于磁流变阻尼器的模糊半主动悬挂系统的特性,分析了装用半主动悬挂系统车辆的动力学性能。仿真结果表明：采用基于逆模型的模糊控制方法,阻尼器实际阻尼力能有效跟踪控制系统的期望阻尼力。相对于被动悬挂,基于磁流变阻尼器的模糊半主动悬挂系统能够有效地减小车体1～10 Hz范围内的振动,改善车辆的运行平稳性。当车辆运行速度为250 km·h-1时,振动加速度减小53．3％。当车辆运行速度为100～300 km·h-1时,车辆运行平稳性指标改善率为6％～9％。     

磁流变半主动座椅悬架建模及振动特性分析

磁流变阻尼器力学模型及控制电流逆模型对半主动控制系统的控制精度具有重要影响.采用正弦及余弦型魔术公式，基于骨架曲线与滞回分离的建模方法，建立改进的磁流变阻尼器动态阻尼力模型；采用基于Sobol序列的差分-禁忌混合优化算法对阻尼力模型进行参数识别，构建包含激励特性及控制电流参数的通用数学模型；在试验测试及正向模型基础上，利用自适应神经模糊系统建立阻尼器控制电流逆模型.研究结果表明：本文建立的正逆模型均能够有效表征磁流变阻尼器的非线性行为及滞回特性；改进魔术公式模型在不同激励特性及电流工况下的平均百分比误差在3.4%附近变化；逆向动力学模型计算的控制电流误差均方根值为0.086 9～0.1171 A；经过控制电流逆模型与阻尼器正向模型串联模型计算的预测阻尼力误差均方根值为阻尼器最大阻尼力的5.6%；通过试验测试与仿真结果对比，验证了本文提出的阻尼器数学模型具有较好的精度和适用性，能够改善座椅悬架系统振动传递特性.     

磁流变阻尼器及其控制系统动态响应试验研究

磁流变阻尼器是一种阻尼可控器件，通过调节励磁线圈中的电流可以灵活改变磁流变液的流变特性，从而改变阻尼器的阻尼力。指出了振动半主动控制对阻尼器及其控制系统动态响应要求，分析了阻尼器响应时间的影响因素，设计了响应时间试验系统。经测试。阻尼器连同控制系统具有响应速度快、输出精度高等特点，能满足一定频率范围的半主动实时控制要求。     

整车模型的半主动控制研究

研究了采用磁流变阻尼器的七自由度整车模型的半主动控制。建立了半主动控制策略，进行了数值仿真，并且和主动控制、被动控制的整车模型进行了比较，其中在不同频段采用不同的加权系数。结果表明，采用磁流变阻尼器的整车模型的乘坐舒适性得到了明显改善，同时运行稳定性和安全性并无明显恶化，说明磁流变阻尼器在汽车控制中的可行性。     

外置阻尼器对基于频率法索力测试的影响

斜拉索索力通常采用频率法进行测试,但外置阻尼器的存在使得该方法遇到数学问题和非保守系统问题。引入复模态理论的有限元解法,并以某斜拉桥主桥的10根斜拉索为研究背景,绘制了阻尼器对拉索阶次频率的影响曲线。分析结果表明,为减小外置阻尼器对拉索索力测试的影响,可运用低阶频率或者频率影响曲线的平稳段的拉索振动频率来修正换算拉索索力。     

磁流变减振器性能试验及分析

磁流变减振器是一种可实现半主动控制的理想阻尼器。设计制作了一种小型磁流变减振器。通过试验对其特性进行了分析，在此基础上对磁流变减振器的结构提出了有益的建议。     

基于颗粒阻尼的矿用自卸车振动舒适性

采用颗粒阻尼技术对驾驶室座椅进行减振, 提高其振动舒适性; 选择与驾驶室底板和座椅连接的基座作为颗粒阻尼器, 建立了基座阻尼器的离散元模型; 模拟整车在发动机最高转速下的振动环境, 针对不同阻尼器方案(颗粒材质、阻尼器分层数、颗粒粒径和颗粒填充率), 通过离散元仿真计算逐一进行耗能分析, 得到了最优方案; 对实物模型进行试验, 对比原结构与增加阻尼颗粒后基座的加速度均方根, 确认减振效果, 将试验与仿真计算结果进行趋势对比, 验证了离散元模型的可行性; 在实际样车试验中应用最优方案, 采集了座椅在发动机不同转速下的响应, 进行了数据分析; 针对最高转速的工况, 进行了人体振动暴露的舒适性分析。研究结果表明: 从频域图的单峰最大值来看, 减振前座椅最大加速度响应出现在425 Hz处的0.643 4 m·s-2, 安装颗粒阻尼器后最大值为25 Hz处的0.087 5 m·s-2; 从时域图来看, 当发动机转速分别为750、1 110、1 470、1 830、2 200 r·min-1时, 安装颗粒阻尼器后座椅加速度均方根综合减幅分别达到24.2%、29.6%、34.7%、39.2%、46.0%, 发动机转速越高, 颗粒阻尼器的减振效果越好; 安装颗粒阻尼器后各频段舒适性界限时长均有大幅度增加, 频段为3.1和4.0 Hz时, 安装颗粒阻尼器后舒适性界限时长均提升了1.50倍, 为20 Hz时, 安装颗粒阻尼器后舒适性界限时长提升了1.57倍。      

微型汽车悬架系统磁流变减振器研究

利用磁流变液流变特性随外加磁场的变化而变化的智能特性.以磁流变液阻尼器件工作模式为基础,详细介绍了磁流变减振器的设计原理以及对实际磁流变减振器的实验.调节激励电流可调节磁流变减振器的阻尼力,而且磁流变减振器功耗和噪声小.为防止压缩时出现无阻尼空行产生冲击,在磁流变减振器中必须加入补偿措施.实验结果表明,磁流变减振器功耗低,噪音小.     

大跨度斜拉桥斜拉索阻尼减振技术的应用研究

介绍了斜拉索的振动机理以及阻尼参数和阻尼器的类型等。     

斜拉桥拉索MR模糊半主动控制研究

提出了使用MR阻尼器（Magnetorheological Damper）作为控制设备,模糊集为基础的半主动控制算法,并运用提出的算法对索-阻尼器系统进行了振动控制分析.本文方法的优势在于算法自身的鲁棒性、处理非线性问题的能力和不需要结构的精确数学模型,算法需要的输入变量少,可以解决实际工程中斜拉索的振动响应信息难以测量的困难.模糊算法的输出直接控制MR阻尼器的输入电压,与LQR-Clipped算法不同,MR阻尼器的输入电压可以是零与最大值之间的任意值.本文以实际斜拉桥拉索为例,分析了拉索在谐荷载及风荷载作用下的系统振动控制效果,数值结果表明,本文提出的模糊半主动控制算法比MR被动控制效果好,且可以减小需要的控制力,使MR阻尼器的功能得到了更好的发挥.     

磁流变气动变阻尼系统应用的实验研究

磁流变液是一种智能材料,基于磁流变液阻尼器的气动伺服系统具有阻尼率高,可控性好等优点.基于自行搭建的实验平台,针对磁流变液气动伺服系统中所出现的非线性现象,可重复性低等固有问题,分析了问题及其产生的原因,提出了部分解决方案,并通过仿真或实验加以验证.     

荆州长江公路大桥斜拉索挂索工艺

介绍了荆州长江公路大桥的斜拉索挂索工艺,并推导出了计算斜拉索安装索力的方程,通过对安装索力的实测,证明了此方程完全能满足施工需要。     

飞行器磁流变自适应半主动冲击缓冲器

为解决传统飞行器着陆缓冲系统刚度和阻尼不可调节的问题,设计了磁流变变阻尼器件和磁流变弹性体变刚度单元并联的半主动控制缓冲器,建立了变刚度变阻尼控制模型,提出了基于能量守恒原理的磁流变自适应变刚度变阻尼控制策略.飞行器着陆过程缓冲控制的仿真实验结果表明:采用磁流变自适应变刚度变阻尼半主动控制技术后,飞行器受到的冲击能量在整个时间历程的分布更为合理,最大冲击载荷下降17%左右.     

磁流变阻尼器的神经网络建模及在半主动控制中的应用

应用神经网络技术建立了磁流变阻尼器的逆向模型,该模型含有4个输入神经元、1个输出神经元和15个隐层神经元．利用Bouc—Wen修正模型数值仿真生成数据,然后采用Levenberg—Marquardt法和OBS策略对逆向模型的结构进行训练和修剪．最后,将所建的磁流变阻尼器逆向模型应用于1／4车悬挂模型中,进行半主动控制的仿真分析．结果表明,所建立和优化的逆向模型可以较好地预测所需电流指令,应用于半主动控制中的效果明显．