基于电磁式自供能MRE减振器的设计与试验研究

将环境中的振动能量回收利用一直备受各界关注。利用电磁原理捕获振动中的部分能量,并将其转换成绿色的电能,去电控基于磁流变弹性体(MRE)主被动控制一体化减振器的阻尼力,实现系统自供能。利用仿真软件COMSOL Multiphysics对所设计的电磁式俘能装置的发电性能进行仿真分析,利用电子万能试验机测试预结构化和普通MRE的力学性能,最后搭建减振器特性分析试验平台,分别在控制电流1 A,0 A和电磁供电3种条件下测试减振器响应特性。试验数据表明,相对于无磁场I=0 A条件,在控制电流I=1 A条件下,施加的激振力的振动幅值最高可衰减达39%,电磁供电条件下衰减量达26%。电磁式自供能方案是可行的,无需外加控制电流就可以调节MRE减振器的阻尼特性,实现对环境中振动的无源自适应控制。

磁流变弹性体阻尼器的磁路优化及有限元分析

为优化磁流变弹性体MRE阻尼器的磁路性能,选取线圈、弹性体、导磁体等关键尺寸作为优化参数,应用ANSYS参数化语言APDL,对MRE阻尼器模型进行了优化设计,分析不同输入电流值对磁感应强度的影响。结果表明：磁流变弹性体中节点的最大磁感应强度从0.72 T增加到0.98 T;当线圈中通入0~2 A的控制电流时,随着电流值的增大,磁流变弹性体的磁感应强度不断增加并优先达到磁饱和;在输入最大控制电流2 A时,磁流变弹性体的磁感应强度达到饱和值0.8 T,比优化前的0.7 T增加了14.29%,磁滞效应得到有效发挥。

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。

粘滞阻尼器与磁流变弹性体阻尼器对高层工业厂房混合控制振动台试验研究

为研究粘滞阻尼器和磁流变弹性体阻尼器的混合结构控制对大偏心高层钢结构化工厂房的减震效果,将12个粘滞阻尼器安装在设备四周,12个磁流变弹性体阻尼器以层间支撑形式安装在钢框架结构中,分别对无控结构、粘滞阻尼器的单一控制结构以及粘滞阻尼器和磁流变弹性体阻尼器的混合控制结构进行八度罕遇Eicentro波、TAFT波、人工波(峰值为400 cm/s2)作用下的振动台试验。通过对结构响应的对比分析,结果表明:粘滞阻尼器的单一控制对设备的减震效果很好,对钢框架结构的减震效果很小;而两种阻尼器的混合控制对钢框架和设备都起到了很好的控制效果,并且两种阻尼器的混合控制优于单一阻尼器控制。

煤气化高层工业厂房半主动控制研究

煤气化高层工业厂房结构本身上柔下刚,再加上重型煤气化设备与结构组成复合体系,整个结构刚度和质量存在偏心,在地震作用下会产生较大的扭转变形和平扭耦联振动响应,对结构整体抗震非常不利。以煤气化高层工业厂房为主要研究对象,对结构进行了罕遇地震下的弹塑性分析,并在厂房结构上安装磁流变弹性体(MRE)阻尼器。研究结果表明:磁流变弹性体(MRE)阻尼器对厂房偏心结构的控制效果显著。