钛酸钙系电流变液在直流电场下静态剪切的应力响应

研究了直流电场下钛酸钙系电流变液在静态剪切模式下的力学响应,得到了材料在静态剪切模式下的应力应变关系,讨论了材料温度、电压和剪切应变对应力的影响,以理论推导和实验数据拟合的方法得出了剪切应力与剪切应变、温度以及电场强度等参数的半经验数学关系式.理论值对比实验结果表明,剪切应力表达式与实验结果符合较好,可以用于预测材料在静态剪切模式下的剪切应变,温度和电场强度对剪切应力的影响.     

含转动干扰粘性阻尼墙的阻尼特性试验研究

通过粘性阻尼墙的非线性动力学试验建立阻尼参数力学模型，研究阻尼参数在具有旋转运动剪切模式的非线性特性及随振动幅值和振动频率的变化规律，给出了适合工程应用参考经验拟合公式，研究显示粘性阻尼墙在剪切模式下可提供高层建筑较大的阻尼特性，旋转运动对阻尼常数有较大的影响，研究结果可以为工程应用提供参考。可为高层建筑抵制地震和风振提供有效的动力学设计手段。     

磁流变阻尼器简化力学模型研究

基于磁流变液体在不同磁场和剪切率下流变特性和磁流变阻尼器在混合模式下的力学原理,推导出包含四个待定系数的磁流变阻尼器简化力学模型。利用MTS8701系统测试的磁流变阻尼器的阻尼力与活塞杆运动速度及励磁电流的试验数据,对磁流变阻尼器简化力学模型进行了系数辩识。用磁流变阻尼器的电压驱动和电磁系统动态响应时间加上磁流变液体成链时间作为磁流变阻尼器的响应时间,建立了带时滞因子的磁流变阻尼器简化力学模型。试验与仿真分析结果表明,该简化力学模型能反映其基本力学特性。     

剪切阀式履带车辆磁流变减振器阻尼特性分析和测试

本文对剪切阀式磁流变减振器的原理和结构做了概括的介绍,根据Bingham流体模型,对其阻尼特性进行了深入的理论分析研究,设计和制作了履带车辆磁流变减振器,并对其阻尼特性进行了实验测试,依据实验数据,对剪切阀式履带车辆磁流变减振器的阻尼性能进行了讨论.     

隔震结构基于阻尼负刚度装置的地震响应研究

基于负刚度原理设计了一种利用预压弹簧和斜向转动提供与位移变形方向一致荷载,实现负刚度效应的阻尼负刚度装置,并对其进行了参数影响分析;对负刚度装置进行力学模型验证试验,试验结果表明理论力学模型与试验力学模型吻合较好;通过双线性与负刚度模型得到附带阻尼负刚度装置隔震系统力学模型;对阻尼负刚度隔震结构进行长短周期地震响应分析,结果表明该装置不仅能够减小长短周期地震作用下上部结构的加速度响应,而且可控制隔震层的位移响应,提升了隔震效率。     

橡胶沥青复合材料动态剪切流变特性

在橡胶沥青复合材料中加入不同的胶粉含量,其动态力学特性发生明显改变。利用三参量流变模型,推导了橡胶沥青复合材料黏弹性的动态剪切流变参数。通过Origin软件自定义拟合功能,对黏度预估模型的4个待定参数进行了拟合。采用动态剪切流变仪(DSR),在不同温度下对不同胶粉含量的橡胶沥青复合材料试样进行测试,并将实验结果与三参量流变模型得到的理论结果进行对比。结果表明,实验结果与理论结果吻合较好。随着测试温度的升高或胶粉含量的降低,橡胶沥青复合材料的黏度、储存模量和损耗模量均呈现降低的趋势,而损耗因子呈增大的趋势。     

Al 合金准固态的流变学建模

本文以系统辩识和流变学为理论,用微计算机和自制的流变剪切装置,研究了铝合金准固态的流变学建模问题,并以 Al-5.14%Cu 合金为例,说明了建立流变模型、本构方程和估计流变模型参数的过程。     

多环形槽结构磁流变阻尼器的实验建模

对自行设计的、多环形槽结构磁流变阻尼器进行了理论分析与实验建模.该阻尼器的主要特点是在阻尼活塞周向表面上开有若干个矩形齿状环形槽,并且通过磁路设计,使流经阻尼通道处的磁流变液流动方向与其作用的磁力线方向垂直,用以增大阻尼力和阻尼力变化范围.然后从磁流变液的流变特性、电磁学的角度出发,利用修正了的非牛顿流体宾汉模型、结合实验数据,建立了该阻尼器的力学模型.利用该模型绘制和分析了外加磁场(通过施加电流实现)和阻尼力之间关系曲线,与实验结果较好吻合,从而证明了模型的正确性,为磁流变液阻尼器设计和性能预测提供了参考.     

考虑双拉耦合的复合材料编织物各向异性超弹性本构模型

为了准确描述复合材料编织物的各向异性力学特性,首先,基于纤维增强复合材料连续介质力学理论提出了一种考虑纤维双拉耦合的复合材料编织物各向异性超弹性本构模型,该模型中单位体积的应变能被解耦为便于参数识别的纤维拉伸变形能、双拉耦合引起的挤压变形能和纤维间角度变化产生的剪切变形能;然后,给出了模型参数的确定方法,并通过拟合单轴拉伸、双轴拉伸和镜框剪切实验数据得到了本构模型参数;最后,利用该模型对双轴拉伸和镜框剪切实验进行了数值仿真,并将模拟结果与实验结果对比分析。结果表明:提出的本构模型适用于表征复合材料编织物在成型过程中由于大变形引起的非线性各向异性力学行为。所得结论表明提出的本构模型具有简单、实用的优点,且材料参数容易确定,可为复合材料编织物成型的数值模拟和工艺优化奠定理论基础。      

考虑拉剪耦合的二维编织物各向异性超弹性本构模型

基于连续介质力学理论,提出了一种考虑二维编织物拉剪耦合作用的各向异性超弹性本构模型。该模型中应变能被分解为纤维拉伸应变能和拉剪耦合作用下的剪切应变能两部分。给出了模型参数的确定方法,通过拟合实验数据,得到了本构模型参数。利用确定的本构模型对文献中不同预拉状态下的镜框剪切实验进行了预测,通过与实验结果对照,验证了所提出的本构模型正确性。该模型不仅具有明确的物理意义且参数确定简单,为更加全面精确的二维编织物成型有限元分析奠定了理论基础。     

Design of magnetorheological damper with a combination of shear and squeeze modes

Magnetorheological (MR) damper is a semi-active suspension device that uses MR fluid to produce controllable damper. The mechanical properties of the suspension can be controlled by adjusting the yield stress of MR fluid. This paper presents the design of a new concept for MR damper with a combination of shear and squeeze working modes. Finite Element Method Magnetics (FEMM) was utilized to simulate the magnetic field generated by electromagnetic coils in MR damper. The MR damper was designed and fabricated according to the simulation results. The experimental tests were performed under quasi-static loading in three different conditions; shear mode, squeeze mode and combination of both modes. The results showed that the mixed mode MR damper has produced a unique damping characteristic where in general, a higher damping force has obtained in mixed mode than single mode.     

基于有限元方法的磁流变阻尼器性能的仿真研究

研究了采用ANSYS有限元仿真工具对磁流变(magnetorheological,MR)阻尼器性能进行仿真预估的方法.针对具有相对位移自传感功能的磁流变阻尼器,通过对其二维静磁场有限元模型的仿真分析可以得到阻尼通道区的磁场分布.借助有限元仿真分析结果和磁流变阻尼器混合工作模式的阻尼力学模型,建立了基于MATLAB/SIMULINK工具的磁流变阻尼器的性能预估仿真模块,可以获得阻尼器的阻尼力特性.     

Design and damping characteristics of magneto‐rheological fluid damper for special object

Aiming at the vibration characteristics of a small type steel frame, based on the theory of non‐Newton liquid, from the physical property of the magneto‐rheological fluids, the shear stress model of magneto‐rheological fluids damper is built up, the non‐linear characteristics of the magneto‐rheological damper is described, and the parameters of designed magneto‐rheological damper are obtained. The vibration characteristics of the frame structure is studied using magneto‐rheological damper, the results show that after the magneto‐rheological fluids damper fixed, the vibration response of the frame structure is decreased by 42 % for the first mode, which validates the damping effect of the developed magneto‐rheological damper, which provides the theoretical and experimental proof for the design of magneto‐rheological damper.     

汽车磁流变阻尼器的设计与试验研究

根据Bingham塑性流体模型,提出了混合工作模式的磁流变阻尼器的设计原理,按照长安微型汽车的技术要求,设计和制作了汽车磁流变阻尼器,并对此进行了实验测试。实验结果表明：所提出的设计原理是可行的,对设计特殊阻尼特性的磁流变阻尼器有一定的指导意义。     

ATMD-结构带有补偿器的模糊滑模控制

针对基于指数趋近律的滑模控制算法设计ATMD系统中的主动控制力偏大、控制系统抖振过大等不足,采用一种带有补偿器的滑模控制算法来计算ATMD系统的主动控制力。考虑到外部能量有限问题,引入了相应的饱和控制器。同时,为了减小控制系统的抖振,设计了一种基于模糊自适应调整的滑模控制律。以一个单自由度结构模型为例进行了相应的数值分析,与相应的由未含补偿器的指数趋近律方法设计的ATMD控制系统以及TMD和AMD控制系统的控制效果进行对比来验证所提方法的有效性。     

具有非线性时滞的汽车磁流变悬架系统自适应模糊滑模控制

针对磁流变悬架系统执行器件非线性及其时滞的不确定性,本文提出采用基于自适应模糊逻辑的滑模控制策略。首先基于磁流变减振器试验测试数据建立了能精确描述执行器非线性动力学行为的控制模型,进而建立了具有不确定时滞的磁流变减振器控制模型;基于建立的1/4半主动悬架动力学模型,设计了自适应模糊滑模控制器;作为比较,基于1/4车辆悬架模型还设计了简单滑模控制器;最后进行了仿真分析和道路试验。试验结果表明,基于自适应模糊滑模控制能消除减振器强非线性和不确定时滞的影响,显著提高车辆的平顺性,其控制效果要优于简单滑模控制。     

Shear and mode II fracture of PUR foams

Polyurethane (PUR) foam materials are widely used as cores in sandwich composites, for packing and cushioning. They are made of interconnected networks of solid struts and cell walls incorporating voids with entrapped gas. The main characteristics of foams are lightweight, high porosity, high crushability, and good energy absorption capacity. Fracture toughness in mixed mode loading is of particular interest because foam cracking weakens the structure’s capacity for carrying loads.Present paper assesses the shear elastic (shear modulus) and mechanical (shear strength) properties of polyurethane foams. Also, three different types of specimens were used to determine mode I and mode II fracture toughness. The shear modulus, shear strength and fracture toughness increases with increasing foam density. Also the effect of loading direction and loading speed is investigated. The authors propose a micromechanical model to estimate fracture toughness based on the tensile strength of the solid material and the topology of the cellular structure.     

防振锤非线性阻抗的实验研究及参数识别

防振锤被广泛用于减轻架空输电线微风振动,阻抗是评价其减振性能的重要指标。针对防振锤所具有的非线性特性,设计了一套利用正弦扫频测试阻抗的方案,通过测量防振锤在不同的激振速度下的阻抗谱,识别防振锤在不同振动速度下的的固有频率和阻抗,并计算出每一阶固有频率所对应的阻尼比。分析了振动速度对防振锤振动参数的影响。最后,通过对比防振锤阻抗谱的实验结果和计算结果,指出了现有防振锤线性力学模型的局限性。     

基于Herschel-Bulkley模型的火炮磁流变后坐阻尼器设计与分析

针对枪炮冲击型MR阻尼器的特点，以某单管25mm火炮为研究对象，基于Herschel-Bulkley本构模型，建立了该25mm火炮磁流变后坐阻尼器的轴对称一维层流模型。同时运用ANSYS软件，建立了该阻尼器MR阀的电磁有限元模型，求得了环状流口间MR流体的磁通密度。将MR流体流动模型和MR阀有限元结果相结合，求得了不同MR流体行为指数和不同磁场作用下阻尼力随活塞速度的变化规律。建立了火炮后坐运动方程，评价了MR流体行为指数对后坐阻尼器性能的影响。