磁流变式调谐液柱阻尼器对地震作用的控制研究

磁流变式调谐液柱阻尼器(MR-TLCD)是在调谐液柱阻尼器(TLCD)基础上发展的一种新型减振装置。建立了MR-TLCD数学模型,采用了等效阻尼线性化处理方法,分析了地震作用下对不同质量比、频率比以及可调控制剪切力等参数变化下对减振效果的影响。结果证明,磁流变式调谐液柱阻尼器对地震作用下单自由振动控制具有良好的控制效果。

磁流变式调谐液柱阻尼器对结构风致抖振控制研究

磁流变式调谐液柱阻尼器(MR-TLCD)是由调谐液柱阻尼器(TLCD)和磁流变液阻尼器(MRD)组成的新型半主动控制装置。建立了含有半主动控制力项的MR-TLCD力学模型以及MR-TLCD与单自由结构耦合运动方程,等效线性化处理了MR-TLCD力学方程中的非线性阻尼项。采用谱分析方法研究了MR-TLCD对单自由结构风致抖振情况下控制效果。研究结果表明,在质量比和频率比一定的情况下,MR-TLCD能够通过只改变外接电源进而改变MR-TLCD阻尼力即可实现良好的优化减振性能。且加速度控制效果优于位移控制效果。

磁流变式调谐液柱阻尼器抑制结构地震作用半主动控制

磁流变式调谐液柱阻尼器(MR-TLCD)是由调谐液柱阻尼器(TLCD)和磁流变液阻尼器(MRD)组成的新型半主动控制装置。依据Lagrange方程建立了MR-TLCD与单自由结构耦合运动方程,基于线性二次型经典控制计算出最优主动控制力,采用Bang-Bang、离复位以及限界Hrovat最优控制三种算法来实现半主动控制策略,以Northridge地震动为例在Matlab/Simulink模块下进行了仿真计算。结果表明三种半主动控制策略中离复位控制最优,限界Harvot,Bang-Bang次之,且都优于被动控制效果。相对位移控制效果好于相对加速度,均方根值效果好于峰值效果。但MR-TLCD抑制结构受到此类特征周期地震作用时有放大加速度峰值可能。

磁流变式调谐液柱阻尼器的两级双态半主动控制

磁流变式调谐液柱阻尼器(MR-TLCD)是由调谐液柱阻尼器(TLCD)和磁流变液阻尼器(MRD)组成的新型半主动控制装置。依据Lagrange方程建立MR-TLCD与单自由度结构耦合动力方程,从耗能受力角度详细阐述MR阻尼力、TLCD液体恢复力是阻尼力还是负阻尼力。基于MTALAB/Simulink工具箱,仿真分析单自由度被控结构受风致振动时简单双态控制、离复位控制和两级双态控制三种半主动算法下的减振效果。结果表明提出的两级双态控制算法效果最优,离复位控制次之,简单双态控制远好于被动控制效果。综合考虑MR-TLCD与被控结构组成的动力系统,两级双态控制最趋于稳定。三种控制算法均显示良好控制效果,且结构位移控制效果略好于结构加速度。

SDOF-磁流变式调谐液柱阻尼器系统半主动控制试验研究

结合磁流变(MR)阻尼器与调谐液柱阻尼器(TLCD)特点,研制具有半主动控制性能的磁流变式调谐液柱阻尼器(MR-TLCD)。基于Bingham模型,设计旋转剪切式MR阻尼器;依据Langrage方程,建立带有阻尼比修正系数的MR-TLCD、MR-TLCD与单自由度(SDOF)结构耦合动力方程。从耗能受力角度,分析该系统的简单双态控制算法。制作SDOF结构与MR-TLCD系统的半主动控制试验装置,实现系统的简单双态控制的半主动控制试验。从SDOF结构的位移峰值、MR-TLCD峰值响应、结构时程曲线对比、MR-TLCD半主动控制实时阻尼力方面,分析半主动控制算法的实时试验效果。结果表明MR-TLCD半主动控制装置具有明显的减振效果,在简谐荷载作用下,结构位移峰值和加速度峰值减振百分比达45%。

磁流变式调谐液柱阻尼器的离复位控制

提出了抑制水平振动的磁流变式调谐液柱阻尼器(MR-TLCD)模型,建立了单自由度结构——MR-TLCD的耦合运动方程。从系统动力方程出发,根据离复位控制策略,确定了MR-TLCD与单自由度结构相互作用过程中的合理阻尼大小。数值计算中,利用谐波叠加法模拟风荷载作用于该系统,并通过调节MR-TLCD的电压进行实时控制。仿真结果说明了在离复位控制策略下,MR-TLCD用于结构风振控制的合理性和有效性,是理想的半主动控制装置。

磁流变式调谐液柱阻尼器对桥梁风致扭转振动的控制效果

采用Lagrange方程建立了磁流变式调谐液柱阻尼器(MR-TLCD)与桥梁单自由度扭转耦合结构的动力学模型,依据试验数据把磁流变液阻尼器简化成Bingham模型并采用等效线性化处理。在简谐荷载激励情况下,在时域和频域内优化了随输入电流值变化的4种截面MR-TLCD的参数;在随机风荷载激励情况下,进一步评估了优化后的MR-TLCD对桥梁风致扭转振动的控制效果。结果表明:这4种MR-TLCD都存在相应的最小平均动力放大系数比,且截面面积越大对应的最优电流值越大,平均动力放大系数比越小;扭转角位移峰值减小了43.9%,扭转加速度减小了41.1%。

磁流变调谐液柱阻尼器半主动地震反应控制研究

结构的半主动控制装置是国际上研究的一个热点。磁流变式调谐液柱阻尼器(MR-TLCD)是一种新型的减振驱动器。文中提出了抑制结构水平振动的MR-TLCD模型,建立了MR-TLCD与结构相互作用的运动方程。在经典线性最优控制(COC)和瞬时最优控制(IOC)算法的基础上,研究了Clipped-optimal半主动控制策略的减振效果,并与被动控制的减振效果进行了对比。结果表明:磁流变式调谐液柱阻尼器的半主动控制能够有效地减小结构的地震反应,且优于被动控制。

用于四连杆下假肢的孔隙结合式磁流变液阻尼器设计

磁流变液阻尼器具有阻尼可控、能耗低、对外界激励响应快等特点,因此基于磁流变液阻尼器的下假肢成为目前假肢应用领域的研究热点。现有磁流变液阻尼器体积较大且笨重,而且初始阻尼力较大,用于下假肢膝关节时无法对人体步态进行良好地模拟,从而降低了人体运动过程中的步态质量和患者的舒适程度。因此,提出一种应用在下假肢膝关节的孔隙结合式磁流变液阻尼器,孔隙结合式磁流变液阻尼器响应快、模拟出的步态拟人性强、结构轻巧、易更换、使用寿命长且价格低廉,可满足截肢患者对假肢的性能及外观要求。

新型阀式磁流变液阻尼器设计与特性研究

针对剪切阀式磁流变液阻尼器运动过程中存在活塞杆晃动、活塞行程受导向环影响而减小等问题,设计了一种新型阀式磁流变液阻尼器,推导了其阻尼力模型.利用ANSYS软件对设计的阻尼器活塞进行磁路仿真,从而选取合适材料,并通过测试其阻尼特性,结合推导的阻尼力模型,分析了阻尼力的影响因素.结果发现:所设计的阻尼器属于外径大、行程小的阻尼器,其活塞运动速度对阻尼力具有较大影响.

基于磁流变液阻尼器的半主动悬挂式座椅性能的评价

对安装磁流变液阻尼器的悬挂式座椅的挡板冲击和减震性能进行评价,并与安装传统阻尼器的同样悬挂式座椅的性能进行对比。在振动实验台上通过分别给座椅阻尼器施加临近主频的瞬态激励、连续随机激励EM1以及放大150%的EM1激励进行性能测试。

新型剪切挤压内置阀式磁流变阻尼器力学模型及电磁场仿真

针对磁流变阻尼器在实际使用中由于尺寸限制而无法输出足够阻尼力的问题,设计一种综合多种工作模式的新型磁流变阻尼器。首先进行阻尼器的结构设计,对阻尼器的工作模式进行介绍,并对所选用的磁流变液剪切屈服强度与磁感应强度曲线进行拟合。然后,利用Ansys Maxwell电磁仿真软件在不同工作模式下分别通入不同电流,来获得磁力线分布图以及磁感应强度分布图,来验证结构设计的合理性。最后,推导出基于剪切阀式工作模式下以及剪切挤压模式下的力学模型,并进行动力学仿真计算出阻尼器在不同模式下输出阻尼力大小。仿真结果表明:该磁流变阻尼器能达到设计的目的,随着电流的增加,液流通道内磁感应强度平均值可达到磁流变液最大屈服强度所对应的磁感应强度,可以很好的保证阻尼器的出力,设计的磁流变阻尼器结构设计合理,出力性能较好,可以在尺寸受限制但需要较大出力的场景上有着很好的应用。同时,该结构的工作模式较多可为此结构类型的磁流变阻尼器力学模型的建立提供参考。

基于磁流变液阻尼器的矿用铰接式自卸车前悬架模糊控制研究

通过建立一种基于磁流变液阻尼器的半主动矿用自卸车前悬架模型,来探索该类悬架的高效振动控制方法。设计了一种双输入单输出的悬架模糊控制器,并利用MATLAB模糊控制工具箱建立了其仿真模型。利用Simulink对半主动悬架在随机路面激励下进行仿真计算。通过研究悬挂质量垂向加速度、悬挂质量角加速度、悬架动挠度和轮胎动载4个参数的变化规律,发现模糊控制半主动悬架可有效改善矿用铰接式自卸车的平顺性和乘坐舒适性。

组合式磁流变旋转阻尼器

该实用新型专利是一种组合式磁流变旋转阻尼器。该旋转阻尼器包括主轴、端盖、励磁线圈、壳体、阻尼片、磁流变液、密封圈等。端盖位于盘形阻尼片的两侧，磁流变液置于主轴、端盖以及阻尼片之间的空腔内，端盖与主轴之间设置密封圈。阻尼片随主轴作旋转运动，端盖上设置绕制励磁线圈的环形凹槽，励磁线圈直接绕于该凹槽中；端盖外周与壳体之间设置主隔磁圈。

基于半主动控制的MR-TMD对钢箱梁桥冲击系数的研究

在考虑桥面粗糙度的条件下,推导出安装智能减振设备磁流变式调谐质量阻尼器(MRTMD)后车-桥-阻尼器的耦合方程,提出MR-TMD的半主动控制算法,采用Newmark-β计算耦合系统响应。通过40m+70m+40m连续钢箱梁数值模拟,研究车体质量、桥面粗糙度及安装MRTMD对桥梁冲击系数的影响。结果表明,对连续梁桥存在冲击系数随车体质量增大而减小;位移冲击系数大于内力冲击系数;桥面粗糙度越大桥梁冲击系数越大;半主动控制的MR-TMD能在一定程度上减小冲击系数;针对某一阶频率设计的阻尼器能在该段频率内更好地发挥作用。