全通道磁流变阻尼器的设计与试验

论文摘要

磁流变液是一种新型的智能流体材料,以磁流变液作为工作介质的磁流变阻尼器是实现土木工程结构半主动振动控制的理想控制装置。传统磁流变阻尼器由于活塞上需要缠绕线圈,因而活塞二分之一以上长度属于非有效长度,严重影响阻尼器的最大出力。针对以上问题,本文主要进行了以下工作:(1)提出全通道有效磁流变阻尼器的基本设计构想,结合磁场有限元分析,设计并制作了2个全通道有效阻尼器。(2)对所设计制作的磁流变阻尼器进行了磁场测量试验,结果表明,产生的磁场沿阻尼通道全长均匀分布,随电流变化同步升降,完全达到全通道有效的设计目的。(3)使用MTS公司生产的电液伺服加载机对所设计制作的磁流变阻尼器进行位移控制正弦加载试验,获得了阻尼器的动力滞回曲线。结果表明,设计的新型磁路结构切实可行,能够较好的实现全通道有效的设计初衷。阻尼器最大出力和阻尼力可调系数均很理想。与相同尺寸传统磁流变阻尼器相比,提高了阻尼通道的有效长度,充分实现了全通道有效,阻尼器的最大出力提高40%~70%。通过本文的研究,验证了全通道磁流变阻尼器具有优越的阻尼性能,为该类阻尼器在土木工程结构半主动振动控制中的实际应用提供了可靠的理论依据。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 结构振动控制研究概述
• 1.2 基于磁流变阻尼器的智能控制体系研究现状
• 1.3 本文研究的主要内容
• 第二章 全通道有效阻尼器基本原理
• 2.1 剪切阀式磁流变阻尼器及其简化模型
• 2.2 全通道有效MR 阻尼器设计
• 第三章 磁路与结构设计
• 3.1 设计准则
• 3.2 基本参数选定
• 3.3 基于磁通均衡准则的截面优化
• 3.4 有限元模拟结果与分析
• 第四章 机械设计
• 4.1 材料选用
• 4.2 强度验算及密封设计
• 第五章 磁场测量
• 5.1 组装
• 5.2 测量设备与方法
• 5.3 测量结果与分析
• 第六章 阻尼器性能试验
• 6.1 试验目的与方法
• 6.2 试验结果与分析
• 6.3 本章小结
• 第七章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢