磁流变阻尼器拟静力力学特性及力学模型
磁流变阻尼器拟静力力学特性及力学模型
磁流变阻尼器拟静力力学特性及力学模型磁流变阻尼器是一种基于磁流变液体的智能材料阻尼器。
该种阻尼器可以通过控制磁场强度来调节阻尼器的阻尼特性。
因此，磁流变阻尼器具有很好的适应性和可调性，可以广泛应用于振动控制、结构减振、地震工程等领域。
磁流变阻尼器的基本原理是利用磁场控制磁流变液中磁粒子的排列，从而改变磁流变液的阻尼特性。
在磁流变阻尼器的应用中，最常用的一种结构是悬臂梁结构。
因为悬臂梁结构简单、易于实现，且能够真实地模拟振动控制中的相关问题。
针对磁流变阻尼器在悬臂梁结构应用中的特性和力学模型，研究者们通过理论分析、数值模拟和实验研究等方法，逐步深入研究和掌握了磁流变阻尼器的特性和力学模型。
下文着重探讨磁流变阻尼器的拟静力力学特性及力学模型。
磁流变阻尼器的拟静力学特性是指在阻尼器静止不动时施加的力与位移的关系。
由于磁流变阻尼器具有可调节的阻尼特性，因此在不同的磁场强度和位移条件下，阻尼器的拟静力学特性会有所不同。
以下就磁流变阻尼器的拟静力学特性作简单的介绍。
1. 线性区当磁场强度和位移都较小时，磁流变阻尼器的阻尼特性呈现出线性关系。
也就是说，拟静力向位移的曲线基本上是一条直线。
这个范围通常被称为线性区。
在该区域内，阻尼器的阻尼特性可描述为以下形式：F=CV其中，F是阻尼器所施加的阻尼力，C是阻尼系数，V是阻尼器所施加的速度（或位移速度）。
F=C(V^2/|V|)其中，F、C和V的含义同上。
磁流变阻尼器的力学模型是进行阻尼器设计和性能分析的基础。
由于阻尼器的复杂性质和非线性响应，因此理解阻尼器的力学模型对于进行合理的磁流变阻尼器结构设计和控制策略制定非常重要。
目前，磁流变阻尼器的力学模型可分为两类：基于微观力学模型的宏观模型和基于经验的宏观模型。
前者通常采用磁流变力学的微观理论模型，通过磁粒子间的相互作用力和物理力学效应来构建阻尼器的力学模型。
后者则通常采用经验公式，根据实验数据经验拟合来建立阻尼器的力学模型。
多环槽式磁流变阻尼器建模与特性分析
磁 路作 为一个整 体 ，各个 活 动件之 间的连 接处 （ 如图 ２中 ｅ
收稿 日期 ：０ ０ ０ — ２ ２ １ ～ １ １ 基 金项 目： 中央高校科研基 金项 目（ Ｘ ２ ０ Ｂ ０ ） Ｚ Ｈ ０ ９ ０ ６ 作者 简介 ： 岩 （９ ２ ） 女 ， 秦 １８ 一 ， 山东平阴人 ， 助教 ， 主要研 究方 向： 流变应 用技术与航空技术 ； 磁 祝世兴 （９ ８ ）男 。 龙江青 冈人 ， １５一 ， 黑 教授 ， 士生 硕 导师 ， 主要研究方 向： 磁流变应 用技术 与航空技术 。
磁流变 液是 一种流变特 性随外加磁场 的变 化而变化 的智 能材料 ， 通过对外界磁 场强弱 的控 制 ， 可在 毫秒 级 的时间内改 变磁流变液体 的流变力学特性 ，这一特性对 于动力学 主动和
塞缸结构 ， 一方 面需要考虑 体积补 偿和热补 偿 ， 本设计采用 了
隔膜式 蓄能器 ； 另一方 面 ， 塞通过 活塞杆在缸 体 内处 于悬 臂 活 状态， 稳定性差 ， 本设 计在活塞 杆端部加装 导向盘。
线圈 活塞
析 和实验建 模 ， 用振动实验 台完成阻尼力特 性实验 ， 利 并分析 了各参 数对阻尼 器阻尼力 的影 响。为今后磁流变 阻尼器 的设
计及改进 提供了参考依据 。
１ 结 构及 磁 路设 计
１１ 磁流变阻尼器 的结构 ． 通 过对 磁流变阻 尼器工作模式进行分 析可知 ，剪切模式
动方向平行 ， 作用效果变差 。 以导磁缸体作 为磁 回路 中的一 所
活塞的移动 引起 流体通过 的组合模式下工作 ， 电磁线圈可绕在活塞上 。 该设 计考 虑 阻尼器要承受静载荷 ， 以采用单 出杆结构 。 所 采用单 出杆活
部分 ， 其材料选择非 常重要 。根据 以上分析 ， 本次设计 加大 了 缸体的壁厚 。使得缸体 的磁阻远小 于磁 流变液 的磁 阻。另 外 ，
磁流变阻尼器阻尼力建模及实验分析
前言
性动态特性% 但是模型由强非线性方程构成% 参数过
磁流变液 是 多不便于数值处理 "(8XDWS<9[W<=<XBM8=V=IB] " (5k# #
%
&
一种流变特性随外界磁场强度改变而变化的智能材料% 其流变特性为剪切应力随磁场强度的增加而增加& 通 过对外界磁场强弱的控制% 可在毫秒级的时间内改变 磁流变液体的流变力学特性)#E!*% 这一特性对于动力学 主动和半主动控制非常有用& 由磁流变液制成的阻尼 器"减震器# 结构简单' 响应速度快' 功耗低' 阻尼 力大且连续可调% 是一种典型的可控流体阻尼器% 适 用于结构振动控制' 飞机起落架及车辆悬架系统等& 通过对电流的控制可以很容易地实现对磁场以及流变 力学特性的控制% 使得磁流变液阻尼器成为最佳的半
'#"&"%% *[BD8( !>T98]I8SW4W`89SHWDS% *B\B=)\B8SB<D 6DB\W9CBSK<V*[BD8% /B8DABD %""%""% *[BD8#
-4,)'&()! *<H^BDW] bBS[ S[W<9WSBM8=8D8=KCBC8D] S[WWa`W9BHWDS8=]8S8% 8D<DN=BDW89CBDIC<B]8=\BCM<IC=<<` ]8H`BDXV<9MWH<]N
态特性( 有的虽然能较好地模拟磁流变阻尼器的非线
图#P多环槽式阻尼器结构
收稿日期 !"#'E"!E"! 基金项目 国家自然科学基金资助项目"$##G!"#%# 作者简介 薛建海"#?F!$#% 男% 硕士研究生% 讲师% 主要从事液压技术研究& .EH8B=! aIWAB8D[8BLM88M:DWS&
磁流变阻尼器拟静力力学特性及力学模型
磁流变阻尼器拟静力力学特性及力学模型磁流变阻尼器是一种利用磁流变液体的变流变阻性能实现力学阻尼的装置。
它利用磁场的控制，可以调节流变液的粘度和流动性质，从而改变阻尼器的阻尼特性。
磁流变阻尼器广泛应用于工程结构的减振、稳定和控制，具有快速响应、大阻尼力范围和可调节性强等优点。
磁流变阻尼器的力学特性主要包括负阻尼、阻尼控制和可调节性。
1. 负阻尼特性：磁流变阻尼器在工作过程中可以产生负阻尼，即与传统阻尼器相比，其阻尼力可以有选择地减小，甚至变为负值。
这是由于磁场对流变液的控制，可以改变流变液的摩擦、黏滞和粘弹性等力学特性，从而使得阻尼器的阻尼力产生变化。
2. 阻尼控制特性：磁流变阻尼器的阻尼特性可以根据需要进行有效控制。
一般来说，磁场的强度越大，阻尼力越大；反之，磁场的强度越小，阻尼力越小。
通过改变磁场的强度和方向，可以实现对阻尼特性的调节和控制。
3. 可调节性特性：磁流变阻尼器的阻尼特性可以随着外部环境和结构需要进行调节。
通过改变磁场的控制参数，可以实现对阻尼器的阻尼力和频率响应的调整。
这种可调节性特性使得磁流变阻尼器可以适应不同的外部工况和结构需求。
磁流变阻尼器的力学模型可分为线性模型和非线性模型两种。
1. 线性模型：线性模型是指磁流变阻尼器的力学特性满足线性关系的模型。
根据流变液的流变学理论，可以建立流变液粘度与应变速率的线性关系，进而推导出磁流变阻尼器的力学模型。
线性模型简单直观，适用于小幅度振动和较低频率的工况。
磁流变阻尼器具有独特的力学特性和力学模型。
通过研究和探索磁流变阻尼器的力学特性及其力学模型，可以更好地理解和应用磁流变阻尼器，实现结构的减振、稳定和控制等工程应用。
磁流变液阻尼器Bingham-多项式力学模型研究
２ ０ １ ７ 年 ７ 月
机
械
工
程
学
报
Ｖｏ １ ． ５ ３ Ｎ Ｏ． １ ４ Ｊ ｕ １ ．
２ ０ １ ７
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ Ｍ ＥＣＨＡＮＩ ＣＡＬ ＥＮＧＩ ＮＥＥＲＩ ＮＧ
ＤｏＩ ：１ Ｏ． ３９ ０１ ／ ＪＭ Ｅ． ２ ０１ ７ ． １ ４ ． １ ７ ９
Ｓ ｔ ｕ ｄ ｙ ｏ ｎ Ｄｙ ｎ ａ ｍｉ ｃ Ｂｉ ｎｇ ｈａ ｍ— ｐ ｏ ｌ ｙ ｎ ｏ ｍｉ ａ ｌ Ｍ ｏ ｄ ｅ ｌ ｏ ｆ ａ Ｍ ＲＦ Ｄａ ｍ ｐｅ ｒ
ＫＯＮＧ Ｘｉ ａ ｎ ｇ ｄ ｏ ｎ ｇ ， Ｌ Ｉ Ｂ ｉ ｎ ＱＵ ＡＮ Ｌ ｉ ｎ ｇ ｘ ｉ ａ ｏ ’ Ｙ Ｉ Ｂ ａ ｉ ｊ ｉ ａ ｎ Ｚ Ｈ ＡＮＧ Ｙ ｕ ｔ ｏ ｎ ｇ
ｅ ａ ｃ ｈ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｔ ｈ ｅ ｏ ｒ ｅ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｍａ ｔ ｈ ｅ ｍａ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｉ ｓ ｏ ｂ ｔ ａ ｉ ｎ ｅ ｄ ａ ｆ ｔ ｅ ｒ ｐ ａ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｉ ｄ ｅ ｎ ｔ ｉ ｉｃ ｆ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ．Ｅ ａ ｃ ｈ ｐ ｒ ｅ ｃ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ ａ ｎ ｄ Ｒ ｕ ｎ ｇ ｅ ｔ ｕ ｒ ｂ ｕ ｌ ｅ ｎ ｃ ｅ ｉ ｓ
ｅ ｖ ｌ ａ ｕ ａ ｔ ｅ ｄ ｆ ｏ ｒ ｃ ｏ ｍｐ ａ ｒ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｔ ｈ ｅ ｏ ｒ ｅ ｔ ｉ ｃ ａ ｌ ａ ｎ ｄ ｅ ｘ ｐ ｅ ｉｍｅ ｒ ｎ ｔ ａ ｌ ｃ ｕ ｖｅ ｒ ｓ ｂ ｙ ｂ ｕ ｉ ｌ ｄ ｉ ｎ ｇ ａ ｄ ｕ ａ １ ． ｃ ｈ ａ ｎ ｎ ｅ ｌ ｌ ｏ ａ ｄ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ ｅ ｓ ｔ ｂ ｅ ｎ ｃ ｈ ａ ｓ ａ ｎ ｅ ｘ ｐ ｅ ｉ ｒ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｌ ｍｅ ａ ｎ ｓ ． Ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗ ｔ ｈ ａ ｔ Ｂｉ ｎ ｇ ｈ ａ ｍ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｉ ｓ ｓ ｉ ｍｐ ｌ ｅ ， ｐ ｈ ｙ ｓ ｉ ｃ ａ ｌ ｍｅ ａ ｎ ｉ ｎ ｇ ｉ ｓ ｃ ｌ ｅ ａ ｒ ， ａ ｎ ｄ ｐ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｃ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ｉ ｓ ｓ ｔ ｒ ｏ ｎ ｇ ，
磁流变阻尼器拟静力力学特性及力学模型
磁流变阻尼器拟静力力学特性及力学模型磁流变阻尼器（MR阻尼器）是一种利用磁流变技术实现阻尼控制的装置，具有实时响应性、快速调节性和可靠性强等特点，广泛应用于各种工程领域。
磁流变阻尼器的工作原理是利用磁流变液在外加磁场作用下的流变特性，通过改变磁场强度来调节磁流变液的黏度，从而实现对系统阻尼特性的调节。
本文旨在研究磁流变阻尼器的拟静力力学特性及力学模型，为磁流变阻尼器的设计和应用提供理论支持。
磁流变阻尼器的拟静力力学特性是指在外加静载荷作用下，磁流变阻尼器的力学特性表现为阻尼力与位移之间的关系。
磁流变阻尼器在拟静力状态下的力学特性是其工作性能的重要指标，直接影响其在各种工程领域的应用效果。
研究磁流变阻尼器的拟静力力学特性对于其设计和优化具有重要意义。
在研究磁流变阻尼器的拟静力力学特性时，首先需要建立磁流变阻尼器的力学模型。
磁流变阻尼器的力学模型包括结构模型和磁流变液的流变特性模型。
结构模型用于描述磁流变阻尼器的外部形态和内部结构，包括磁流变液的容器、橡胶密封圈、磁场产生器等各个组成部分。
磁流变液的流变特性模型用于描述磁流变液在磁场作用下的流变行为，包括黏度随磁场强度的变化规律。
建立完整的磁流变阻尼器力学模型是研究其拟静力力学特性的基础。
在建立磁流变阻尼器的力学模型后，可以通过理论分析和数值模拟的方法研究其拟静力力学特性。
理论分析可以利用经典的弹性力学理论和流变学理论，推导出磁流变阻尼器在拟静力状态下的力学特性模型，包括阻尼力与位移之间的函数关系。
数值模拟通常采用有限元分析方法，通过建立磁流变阻尼器的有限元模型，对其在不同工况下的力学特性进行仿真计算，得到阻尼力-位移曲线等重要参数，为磁流变阻尼器的设计和应用提供参考。
研究磁流变阻尼器的拟静力力学特性还可以通过实验手段进行。
实验可以利用加载试验机等设备，对磁流变阻尼器在拟静力状态下的力学特性进行测试，获得阻尼力-位移曲线、阻尼力-速度曲线等实验数据，验证理论分析和数值模拟结果，为磁流变阻尼器的设计和应用提供可靠的实验基础。
磁流变阻尼器拟静力力学特性及力学模型
磁流变阻尼器拟静力力学特性及力学模型磁流变阻尼器是一种结构简单且可靠的力学元件，具有比较广泛的应用领域。
它能够在机械系统中对振动和冲击产生稳定的抑制作用，同时在测量、控制等领域也有非常重要的应用。
磁流变阻尼器的力学特性是研究它的性能及应用的基础。
磁流变阻尼器的力学特性主要包括拟静力力学特性和动态力学特性两个方面。
其中，拟静力学特性是指在静态状态下，阻尼器对机械系统外加的力的响应特性，它是研究阻尼器稳定性和抑制能力的主要特性。
动态力学特性是指在动态条件下，阻尼器对机械系统振动和冲击的响应特性，它是研究阻尼器抑制振动和冲击的主要特性。
磁流变阻尼器的拟静力学特性由其力学模型来描述。
在阻尼器静态状态下，其内部介质的流变特性与机械系统的外部力平衡，则有以下力学模型：$$F_{d}=\gamma V\frac{dv}{dt}+Kv$$其中，$F_{d}$是阻尼器对机械系统外加的力，$v(t)$是阻尼器出口速度，$\gamma$是磁流变介质的比阻抗，$V$是磁流变介质的体积，$K$是阻尼器刚度。
该力学模型表明，阻尼器的阻尼力由两个部分组成：一部分是由磁流变介质流变特性产生的速度-阻尼力，另一部分是由阻尼器的刚度产生的速度-弹性力。
该模型描述了阻尼器在不同外部力作用下的响应特性，为研究阻尼器的抑制能力提供了基础。
为刻画磁流变阻尼器的拟静力学特性，可以通过以下几个方面进行分析：1.外部载荷变化对阻尼力的影响。
由于阻尼器的阻尼力与机械系统的外部载荷变化有着密切的关系，因此，对阻尼器的拟静力学特性进行分析时，需要考虑外部载荷变化对阻尼力的影响。
2.介质流变特性的影响。
介质的流变特性是阻尼器产生阻尼力的关键因素之一，因此，对阻尼器的拟静力学特性进行分析时，需要考虑介质的流变特性。
3.刚度对阻尼力的影响。
阻尼器的刚度是产生弹性力的重要因素，对阻尼器的拟静力学特性也具有重要的影响。
最后，通过对磁流变阻尼器拟静力学特性的研究，可以为其在机械系统中的应用提供基础理论支撑，为提高阻尼器的性能和应用效果奠定基础。
磁流变阻尼器拟静力力学特性及力学模型
磁流变阻尼器拟静力力学特性及力学模型【摘要】这篇文章围绕磁流变阻尼器展开研究，首先介绍了磁流变阻尼器的基本概念和研究背景，然后深入探讨了磁流变阻尼器的原理、拟静力力学特性和力学模型，同时结合实验验证和数值模拟进行分析。
在文章探讨了磁流变阻尼器在工程中的应用前景和发展趋势，总结了磁流变阻尼器在减震减振方面的潜力和价值。
通过这篇文章可以更全面地了解磁流变阻尼器的原理和特性，为进一步研究和应用提供了重要参考。
【关键词】磁流变阻尼器，拟静力力学特性，力学模型，实验验证，数值模拟，应用前景，发展趋势。
1. 引言1.1 磁流变阻尼器概述磁流变阻尼器是一种利用磁流变材料特性，通过改变磁场强度来控制材料的阻尼特性的装置。
磁流变阻尼器通常由固定部件、活动部件、磁场控制系统和磁流变液组成。
当磁场施加在磁流变液上时，磁流变液的粘度会发生变化，从而改变了阻尼器的阻尼特性。
磁流变阻尼器具有响应速度快、可控性强、无摩擦、无噪音等优点，被广泛应用于建筑、汽车、航空航天等领域。
随着科技的不断进步，磁流变阻尼器的研究和应用也在不断深入，为工程领域提供了新的解决方案。
磁流变阻尼器的概述为我们提供了了解其工作原理和应用前景的基础，为接下来对其拟静力力学特性、力学模型以及实验验证等方面的探讨奠定了基础。
1.2 研究背景磁流变阻尼器主要通过磁场的调节作用来实现对结构振动的控制，其减振效果与施加的磁场强度以及流体的磁流变特性密切相关。
磁流变阻尼器的拟静力力学特性的研究对于优化磁流变阻尼器的设计和应用至关重要。
通过建立磁流变阻尼器的力学模型，可以更好地理解磁流变阻尼器的工作原理和减振机制，为其在工程中的应用提供理论依据。
实验验证和数值模拟也是研究磁流变阻尼器的重要手段，可以验证理论模型的准确性，并为实际工程应用提供可靠的数据支持。
2. 正文2.1 磁流变阻尼器的原理磁流变阻尼器的原理是基于磁流变材料的特性实现的。
磁流变材料是一种特殊的材料，其特点是在外加磁场的作用下，其物理性质会发生可逆变化。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
磁流变阻尼器拟静力力学特性及力学模型
磁流变阻尼器是一种基于磁流变液体的阻尼器，它具有可调节的阻尼特性。
磁流变液
体是一种特殊的液体，它在磁场的作用下可以发生物理性质的变化。
磁流变阻尼器利用这
种特性，通过调节磁场的强度，可以控制磁流变液体的阻尼效果。
磁流变阻尼器的主要力学特性包括：阻尼力与速度的线性关系、阻尼力与结构位移的
非线性关系、阻尼力与磁场强度的非线性关系等。
磁流变阻尼器的力学模型可以由以下几个部分构成：
1. 弹簧模型：用来描述磁流变阻尼器的结构刚度，通常采用线性弹簧模型或非线性
弹簧模型。
2. 阻尼力模型：用来描述磁流变阻尼器的阻尼特性，其最基本的模型是线性阻尼模型。
线性阻尼模型假设阻尼力与速度成正比，即F_d = c * v。
F_d表示阻尼力，c表示阻尼系数，v表示速度。
3. 磁场模型：用来描述磁流变液体在磁场的作用下的性质变化。
可以通过麦克斯韦
方程组来描述磁场与磁感应强度的关系。
综合以上几个部分，可以建立磁流变阻尼器的力学模型。
常见的力学模型有线性模型
和非线性模型。
线性模型假设磁流变阻尼器的阻尼力与速度成正比，即F_d = c * v，其中c为常数。
这种模型简单、易于建立和分析，但不能准确描述磁流变阻尼器在大位移条件下的非线性
特性。
非线性模型考虑了磁流变液体的非线性特性和磁场对阻尼特性的影响。
常见的非线性
模型包括Bingham模型、Herschel-Bulkley模型等。
这些模型可以用来描述磁流变阻尼器在大位移条件下的非线性阻尼特性。
磁流变阻尼器的力学特性和力学模型是理解和分析磁流变阻尼器工作原理的重要基础。
通过合理选取力学模型参数，可以实现磁流变阻尼器的优化设计和控制。