Smart Property of Homogeneous Electrorheological Fluid and Its Application in Reducing Seismic Responses of Engineering Structures

The smart properties of homogeneous electrorheological fluid (HERF) containing side-chain type liquid crystalline polymer were studied and an actual HERF damper with an adjustable viscosity was produced.A mechanical model of the HERF smart damper was established on the basis of experiment and theoretical analysis.Then a controlled equation of SDOF structure by HERF damper was derived and a semi active control strategy based on optimal sliding displacement of damper was presented.The simulation results for a single story frame structure indicate that HERF,which may avoid some defects of common particles suspended ER fluids,is an excellent smart material with better stability.Using the semi active control strategy presented,HERF smart damper controlled could effectively reduce seismic responses of structures and keeps the control stable at all times.

汽车半主动悬架系统研究进展

基于系统工程理论 ,论述了汽车半主动悬架系统的研究和动态 ,分析了目前电 磁流变液减振液的研究及减振器开发现状。在分析了一些较为成功的半主动悬架控制策略的基础上 ,论述了经典控制、线性最优控制、自适应控制和智能控制方法在半主动悬架系统中的应用前景 ,提出了基于天棚阻尼控制理论、模糊控制理论和自适应控制理论为主线的复合控制策略。此外 ,提出了基于磁流变液减振器的半主动悬架系统研究与开发的整体思路 ,探讨了值得研究的若干理论和应用问题。

电流变液的研究现状及其应用进展

电流变液(ER液体)是一种智能的混合液体,其流变性质能在电场中发生快速并且可逆的调节,使其具有广阔的工程应用前景。因此对电流变液的特性及应用进行研究,在汽车工业、航空航天、润滑油等各方面都具有深远的意义。综述了电流变液的组成、电流变液机理的进展、影响电流变效应的主要因素以及其应用前景,并归纳了一些有关电流变液的理论和应用方面需要深入研究的问题及它的发展方向。

建筑结构地震反应的智能隔震控制

研究了 ER/MR阻尼器和隔震垫组成的智能基础隔震系统对结构地震反应的半主动控制方法。智能基础隔震系统中应用 ER/MR可调阻尼器能够有效地改善被动基础隔震系统的性能 ,保护基础隔震系统因过大的水平变形而产生失效破坏。根据智能基础隔震的特点 ,建立了基于瞬时最优控制的半主动控制策略。仿真计算表明智能基础隔震系统不仅能够减小上部结构的地震反应 ,还能够有效地保护隔震系统的变形 ,是一种性能非常优异的智能控制系统。

智能复合材料研究进展

智能复合材料作为一种新型高技术材料,兼具结构与功能双重特性。根据近几年来智能复合材料的研究现状,本文介绍了几种主要的智能复合材料:形状记忆复合材料、自修复智能复合材料、压电智能复合材料、电/磁流变智能复合材料及纤维素智能复合材料,简述了智能复合材料领域当前研究热点,介绍了该领域中存在的一些问题,展望了智能复合材料的发展前景。

智能复合材料结构的主动振动控制

本文提出应用电流变体（Ｅｌｅｃｔｒｏ－ＲｈｅｏｌｏｇｉｃａｌＦｌｕｉｄｓ）材料作为复合材料结构振动主动控制的材料，针对含电流变体材料的智能复合材料悬臂梁，进行了振动的主动控制，测试了智能复合材料悬臂梁在外加电场作用下，弹性模量、衰减系数、固有频率等振动特性的变化，同时，针对不同的梁材料，给出了材料变化对梁振动控制的影响。

电流变液体的研究进展

电流变液体自从 2 0世纪 4 0年代首次发现以来 ,由于其广泛的工程应用前景以及潜在的巨大经济和社会效益 ,已经成为众多研究领域的一个热点。本文综述了电流变液体的组成、电流变材料的研究进展、影响电流变效应的主要因素以及电流变液体研究的应用进展。

ER智能阻尼器对结构半主动控制的试验与分析

ER智能阻尼器是一种以可控流体-电流变液为主导材料的结构半主动控制装置。本文通过试验验证了Nioos Makric和本文作者提出的ER智能阻尼器力学模型的正确性。在此基础上,通过对ER半主动控制结构的制震效果分析得到了以下结论:(1)ER智能半主动控制结构的制振效果较大地超过了ER被动控制结构和普通支撑结构。(2)要使ER智能半主动控制结构的制振效果较佳,必须合理选择半主动控制的策略。(3)结构的刚度比K_2/K_1,和电流变液参数η_0、τ_v对ER智能半主动控制结构的制振效果有较大影响。

外圆车削颤振的半主动模糊控制

智能材料由于其响应速度快、特性参数易于调控、能耗小等特点,而被越来越多的用于振动控制系统中。针对细长轴类零件外圆车削加工中的颤振现象,研制了基于智能材料——电流变液的车削颤振减振装置,理论分析表明:不同切削条件下,获得最佳减振效果的控制电压并不相同。由此,开发了基于电流变材料的车削颤振模糊控制系统,进行了半主动模糊控制试验。试验结果表明:在不同的切削状态下,该模糊控制系统均可以自适应地调整控制电压,减小切削系统的加速度响应,抑制车削颤振。

智能结构在镗削颤振抑制中的应用

介绍了智能结构的组成部分及其特性．针对国内智能结构的应用较少的情况，研制出一种基于电流变材料的智能结构，成功地应用于镗削颤振的抑制．这种结构具有控制方便，实时可控，能耗小，结构简单等特点，为其实际应用和机械振动控制提出了一个新途径．

电流变液与压电陶瓷复合的自耦合阻尼器

基于智能结构的思想,率先提出设计制作电流变液和压电陶瓷复合的自耦合阻尼器．相比于通常的电流变液阻尼器,该自耦合阻尼器采用压电陶瓷响应外界振动而输出高电压,激励电流变液体工作,从而省去了外加高压电源．随外作用力变化,激励电流变液的压电陶瓷电压自动改变,阻尼器具有自适应的特征,省去了通常的计算机等控制系统．研制的第1代电流变液／压电陶瓷阻尼器实现了自适应的控制过程,显示了良好的减振性能．在第2代产品中采用了新的设计,提高了阻尼器的结构稳定性和可靠性,使阻尼器整体性能得到提高．

基于电流变材料的变刚度切削颤振在线控制方法

提出了一种变刚度颤振控制理论，并为了在镗削加工中采用变刚度理论控制颤振，采用电流变材料设计了一刚度可在线调控的智能型镗杆．实验与分析表明，所提出的变刚度颤振控制方法可以有效地抑制切削加工颤振的发生，而且具有控制方法容易实现和系统结构简单的优点．

新型电流变抛光工具开发及其抛光实验

针对当前电流变抛光研究中所用尖锥状工具要求抛光间隙为μm级、对设备定位精度要求高及抛光非导体需加辅助电极等不足,研制了一种新型的电流变抛光工具——集成电极工具。介绍了集成电极工具的结构,并对其电场分布进行了计算。新工具不仅可以抛光导体工件,而且也可以抛光非导体工件。工具与工件之间的抛光间隙可以大到mm数量级。以碳化钨(WC)和光学玻璃为对象,分别进行了抛光实验,并通过单因素实验给出了电压、转速、磨料浓度、抛光时间等因素与表面粗糙度的关系曲线。实验结果表明:抛光10min后,WC的表面粗糙度由Ra66.48nm下降到Ra33.18nm;光学玻璃的表面粗糙度由Ra11.02nm下降到Ra3.67nm。

致流变体材料的研究及其在军事领域的应用

致流变体是智能材料的一个重要分支 ,其构成有磁流变体 (MR)和电流变体 (ER)。这种材料可以在外加场强 (电场或磁场 )作用下 ,在毫秒级时间内从牛顿流体变为剪切屈服应力较高的粘塑性体 ,且这种转变可控、连续、可逆 ,因此 ,它有着很广阔的应用前景。主要介绍了这种材料的组成、特性和本构关系 。

电流变液的研究进展与存在问题

电流变液是具有高介电常数的固体微粒分散于低介电常数的绝缘液体中所形成的一类稳定悬浮液．作为近年来发展较快的一类智能材料，由于其具有在液体和固体之间进行快速可逆转变的特性，因此在机电一体化控制、汽车、通用机械等领域有着广泛的应用前景，并有可能在这些部门引起革命性的变化．本文详细评述了电流变液在作用机制、材料、应用等方面的研究现状，并提出了电流变液研究中尚待解决的问题．

ER智能材料-减震结构体系的研究

ＥＲ智能材料－减震结构体系是一种新兴的多学科交叉的智能结构体系。本文在简要介绍智能材料－结构体系的基本概念及其在土木工程中的应用途径的前提下，详细介绍了ＥＲ智能材料的特性及ＥＲ智能材料－减震结构体系的力学模型和实现方法。文中通过一个单自由度的ＥＲ智能减震结构体系减震性能的分析和在三种结构体系中的应用，说明了ＥＲ智能减震结构体系是一种性能十分优秀的智能结构，它在建筑结构的抗震设计中具有广阔的应用前景。

自动加固的ER智能抗震结构体系的研究

工程结构的抗震加固是一种具有广泛应用价值的工程技术．本文提出了用ＥＲ智能结构构件来加固常见的抗震结构，使之成为自动加固的ＥＲ智能抗震结构体系的方法．在介绍了这种智能结构体系的组成和工作原理的基础上，讨论了自动加固用的可调参数的ＥＲ智能结构构件的力学模型和试验情况，并研究分析了它在实际工程中的应用．结果表明：采用ＥＲ智能结构构件来加固抗震结构是一种十分有效的方法．自动加固的ＥＲ智能抗震结构体系的抗震性能比原结构有大幅提高，并较大地超过了用被动控制方法加固的抗震结构．

高岭土/羧甲基淀粉插层复合微粒及其电流变性能

以二甲基亚砜为前驱体,通过二次擂层取代,夹带入羧甲基淀粉,制备出高岭土/羧甲基淀粉剥离型插层复合微粒。羧甲基淀粉插层引起高岭土片层之间的剥离,高岭土片层在羧甲基淀粉中均匀分散。二次插层取代使插层复合物电流变液的介电常数和电导率显著改善。高岭土/羧甲基淀粉复合材料具有较好的协同效应,其电流变液的静态剪切应力值分别是纯高岭土的3.60倍和羧甲基淀粉的2.24倍。复合材料的电流变性能与复合物中羧甲基淀粉的含量有密切关系。复合材料电流变液的工作温区大幅扩展(20～90℃),抗沉降性明显提高。

ER流体特性及其研究现状

本文简要介绍了ER流体现象及其力学和电学性能,给出了描述ER流体行为的一般理论,提出了ER流体应用中目前存在的主要问题。

基于电流变材料的智能结构

综合评述了国内外基于电流变材料的智能机械结构的研究的进展与应用．内容包括电流变材料性能、电流变效应理论研究及电流变材料在动力传动装置中、在阀控液压伺服驱动系统中、在机器人技术中、在振动控制中和在机械制造加工系统中应用的进展．