磁流变隔振器隔振性能对比试验研究

对扬动YND485Q柴油机从整机振动方面进行了振动控制试验研究。分别对装有橡胶隔振器和磁流变隔振器的发动机进行了实际测试,并对得到的数据进行了处理,对比得到橡胶隔振器的隔振性能以及磁流变的隔振性能。整体表明具有变阻尼智能材料的磁流变隔振器在各个工况下都较橡胶隔振器有明显的隔振效果。证实了磁流变智能材料具有更好的性能,在汽车行业有着更为广阔的应用前景,同时为降低柴油机振动的研究也提供了一些理论的依据。

船舶隔振系统的磁流变隔振器设计

船载机械设备种类非常多,机械设备的运转会造成船体的振动,此外,海浪的冲击作用以及螺旋桨的运转也会造成船体的振动,船舶振动会影响船载精密设备的运行状态,甚至对机械结构造成破坏,因此,有必要对船舶的隔振系统进行研究。本文重点应用的一种隔振手段是磁流变隔振器,这种隔振器基于磁流变弹性材料,本文重点介绍了船舶的振动模型以及磁流变隔振器的隔振原理,并基于有限元分析软件Abaqus对隔振系统的模态进行了分析和仿真。

基于无量纲分析的磁流变隔振器阻尼参数优化

针对被动隔振器件不能自适应调整自身参数以及大型工程隔振项目实物研究成本高且难以实现的缺点,提出了采用无量纲的磁流变隔振器阻尼参数优化的方法。从无量纲的角度对隔振系统进行优化建模。在降低力传递率的同时,兼顾振动位移和加速度,根据隔振系统的动态响应特性对多目标问题进行全局寻优,求得磁流变隔振器的最佳阻尼及其驱动电流。对多频多振幅激励作用下的磁流变隔振器进行阻尼优化仿真,结果表明,优化后的振动加速度有效值减少31.41%,传递到地基上的力有效值减少58.75%。根据无量纲相似理论搭建小尺度台架进行试验,试验表明阻尼参数优化后的振动加速度和传递到地基上的力均得到明显降低。通过仿真和台架试验的相互验证表明了无量纲化参数优化方法的有效性和可行性。

面向复杂振动工况的磁流变三向隔振器研究

磁流变材料具备优异的智能磁控特性,基于其开发的隔振器在复杂振动抑制领域具有广阔应用前景。目前,多数磁流变隔振器仅具备单向隔振功能,缺乏与三向隔振应用相结合的研究。针对此问题,文中采用理论计算、动力学仿真及有限元分析相结合的设计方法,基于传统橡胶及磁流变液材料,设计了一种应用于机载复杂振动工况下的新型磁流变三向隔振器件,并搭建了三向隔振系统进行实验。结果表明,设计的隔振系统在垂向与横向的随机振动衰减效率分别达到了93.93%与96.01%,展现出了良好的宽频随机振动隔振性能。文中针对磁流变隔振器提出的设计方法可同样应用于面向目标需求的其他形式隔振器设计。

轨道磁流变隔振器的结构优化设计及性能测试

参数可调的磁流变装置对提高轨道系统的低频隔振性能具有重要的意义,针对原型磁流变隔振器存在的峰值阻尼力过小等问题,提出针对隔振器绕组区域结构的优化设计方法,推导了隔振器线圈安匝数和线圈功耗的表达式,利用电磁场软件Maxwell对隔振器结构进行优化匹配,研制了一种新型磁流变挤压模式隔振器,用MTS858测试机对其性能进行测试,在2Hz,0.6 mm激振载荷和0.5 A小电流驱动时,小尺度磁流变隔振器的阻尼力最大增加58.3%,且阻尼耗散能力能够增加93.5%;当激励频率、振幅一定时,随着初始挤压位置的改变,磁流变隔振器在不同电流下呈现可控的刚度和阻尼特性,即该隔振器可望调整初始挤压位置来满足不同零场刚度阻尼要求的隔振需求,对同类隔振器件优化设计具有参考价值.

磁流变液隔振器结构优化及仿真研究

分析磁流变液隔振器的工作原理,针对现有磁流变液隔振器高频时隔振能力较差的缺点进行结构优化,并通过示功特性进行仿真分析。仿真结果表明,改善后的隔振器流动性得到了提升,磁流变液隔振器在宽频范围内的循环耗散能量得到了增加,系统隔振性能得到提高。

基于相似理论的短型浮置板磁流变隔振试验研究

运用参数可调的磁流变装置对提高地铁浮置板轨道系统的隔振性能具有重要意义。针对实验室对系统原型研究难以实现的问题,基于无量纲分析的相似理论,从反映动力学特性的物理量量纲角度出发,以振动力传递率和相对加速度传递率作为评价指标,推导出浮置板轨道隔振原型系统和小尺度试验台架模拟系统间的相似关系,并以该相似关系为基础来指导试验台架模型设计。运用MATLAB分别对两系统进行动力学理论计算,仿真表明原型和模拟模型的动力学特性具有较好的相似性。进一步根据设计的模型参数,搭建小尺度试验台架,台架试验结果和理论计算值具有较好的一致性。研究表明,根据相似理论搭建的试验模型能够反映轨道隔振原型的主要隔振性能。

磁流变弹性体隔振器隔振控制与实验研究

为了更好地对磁流变弹性体隔振器的隔振性能及其控制策略进行研究。通过基于扫频激励的实验测试了磁流变弹性体隔振器的移频特性,证明了磁流变弹性体隔振器具有较宽的移频范围。基于磁流变弹性体隔振器的移频特性,提出了针对扫频激励的on-off控制策略。使用了基于变阻尼、变刚度的on-off控制策略,并将其应用于简谐激励和随机激励。通过实验研究证明,在控制策略的控制下,磁流变弹性体隔振器对于不同的激励形式都有着很好的隔振效果。该研究可以为磁流变弹性体隔振器的工程应用奠定基础。

混合式磁流变弹性体隔振器多目标优化设计

针对现有磁流变弹性体隔振器功耗大、产生磁致刚度小的问题,以低功率和大磁致刚度为优化目标,对剪切和压缩磁流变弹性体及相关结构参数同时进行多目标优化设计。建立隔振器磁致刚度、功率及其他关键数值计算模型;分析磁场影响及磁路饱和情况,采用遗传算法进行多目标优化,在低功率和大磁致刚度之间寻得平衡,得出最优解;利用Ansoft-Maxwell软件对优化后的参数进行了仿真,仿真结果与计算结果一致。结果表明:优化后可保证压缩磁流变弹性体最先达到饱和状态;总磁致刚度提高49.67%,功率降低48.69%,总磁致刚度与功率改善效果明显,为后续结构设计及实测提供理论和实验依据。

基于磁流变技术的汽车发动机隔振系统的参数优化

针对传统的汽车发动机隔振系统隔振参数不可调的问题,利用磁流变隔振器件参数可调的特点,对汽车发动机隔振系统进行优化建模。为减少振动对车内人员的影响确立了降低力传递率为优化目标,同时为减少振动对环境的影响确立了降低加速度传递率为优化目标,根据系统的动态响应对多目标问题进行全局寻优。通过对复杂激励下的磁流变隔振器进行隔振参数优化仿真,结果表明传递到车身上的力的有效值减少了45.27%,加速度的有效值减少了28.13%,验证了磁流变技术应用在汽车发动机隔振系统中的有效性。

精密平台磁敏智能隔振系统自适应PI控制研究

为抑制精密平台存在的时变振动,提出一种基于磁流变弹性体(magneto rheological elastomer,MRE)半主动自适应比例积分(proportional integral,PI)控制方法。首先针对MRE隔振系统,建立其动力学模型,并根据MRE变刚度隔振原理,推导半主动控制条件;其次以响应加速度和目标加速度偏差作为PI控制器输入,通过遗传算法获得不同频率、幅值激励下的最优PI控制参数,并基于被动参考模型获得频率幅值依赖自适应律。该方法无须通过复杂的傅里叶变换辨识频率,实时性高;最后通过仿真和试验验证了所设计控制器的有效性;结果表明,与传统PI控制器相比,自适应PI控制器对40~50 Hz、1.0~3.0 m/s^(2)时变振动具有更大的抑制。

基于遗传算法的MRE隔振器动力学模型识别

为了探究磁流变弹性体隔振器的力学特性,对隔振器进行力学特性试验,实验数据表明磁流变弹性体隔振器具有很强的滞回特性。利用实验数据,结合Bouc-Wen模型,建立隔振器的非线性动力学模型。使用遗传算法对Bouc-Wen模型进行参数识别,分析参数随实验条件的变化规律,总结出适用此隔振器的一般化Bouc-Wen模型,并验证模型精度,相对误差在10%以内。结果表明,Bouc-Wen模型能够很好地描述磁流变弹性体隔振器的力学性能。

精密加工平台隔振系统多频振动控制

近年来,随着精密加工与精密测量等技术的发展,微振动对加工精度和测量灵敏度的影响变得十分突出;传统的被动隔振器由于结构和参数固定,不能满足复杂激励环境下的隔振要求;主动隔振能量消耗大,且高频易失稳;以磁流变弹性体为代表的半主动控制技术不仅具有功耗低、稳定性好等特点,还能根据外界激励变化实时调节参数,成为振动控制领域的研究热点。针对精密加工平台系统中存在的多频振动问题和隔振系统的非线性,提出采用磁流变弹性体隔振器和分频模糊控制相结合的方法;建立了磁流变弹性体隔振系统动力学模型,推导适用于磁流变弹性体隔振系统的半主动控制条件,针对多频振动设计不依赖于系统模型的分频模糊控制器。通过控制试验验证了所设计控制器的有效性;与常规模糊控制器相比,所提方法对多频振动具有更好的抑制。