| 一种描述磁流变弹性体滞回特性的分数阶导数改进Bouc?Wen模型 |
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| 作者姓名： | 王鹏 杨绍普 刘永强 赵义伟 王翠艳 |
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| 作者单位： | 1.石家庄铁道大学省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室，石家庄 050043 |
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| 基金项目： | 国家重点研发计划资助项目（2020YFB2007700）；国家自然科学基金资助项目（11790282,12172235, 12072208, 52072249）；石家庄铁道大学国家重点实验室开放基金资助项目（ZZ2021-13）；河北省研究生创新资助项目（CXZZBS2021112）；河北省教育厅科学技术青年基金资助项目（QN2018237） |
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| 摘 要： | 为了准确表征大范围应变幅值、激励频率和磁场下磁流变弹性体(Magnetorheological elastomer, MRE)的力学行为，本文引入黏弹性分数阶导数，提出一种描述磁流变弹性体滞回特性的分数阶导数改进Bouc?Wen模型。分析了各向同性与异性MRE的微观形貌特征，对MRE进行了性能试验，研究发现，MRE的储能和损耗模量随着应变幅值(0～100%)增大先不变后减小，随着频率(0～100 Hz)增大而增大，随着磁场(0～545 mT)增大而增大。在此基础上，基于分数阶导数提出改进Bouc?Wen模型，在Simulink软件中建立仿真模型，利用Oustaloup滤波器算法对分数阶导数项近似计算，对比分析验证了改进模型的有效性，各工况下仿真数据和试验数据的吻合度均高于98%。结果表明:改进Bouc?Wen模型能准确地模拟MRE应力应变滞回曲线，拟合精度较Bouc?Wen模型明显提升，改进模型在较宽的应变幅值、频率和磁场范围内是准确有效的，为实现MRE的工程应用打下基础。
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| 关 键 词： | 磁流变弹性体 性能试验 分数阶导数 本构模型 滞回特性 |
| 收稿时间： | 2021-06-23 |
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