改性磁敏橡胶支座的多场耦合自感知性能研究

发布时间：2025-07-03 01:20

　　面向复杂环境（力、磁、位移、电场耦合作用）的信号监测与感知能力是智能装备系统（车辆、机械装备系统等）实现快速自适应防护的前提条件,在健康监测、振动/冲击防护领域都具有重要的研究价值。基于磁敏橡胶（也称磁流变弹性体,Magnetorheological elastomer/MRE）设计的缓冲隔振系统,因其刚度、阻尼在磁场下可控,已被广泛的研究与应用。已有研究表明,MRE由微米量级的（磁性）导电粒子分散在聚合物基体中,会表现出各向异性的电学特性,并且对外界刺激（如磁场、力或温度）很敏感,具有作为传感器的潜力。然而面对复杂环境如何兼顾MRE隔振系统的传感与快速自适应响应能力,目前国内外尚无有效的解决方法。因此,本文将探索基于MRE传感性能的自感知振动控制系统,有望为面向复杂环境的快速自适应防护提供理论方法与实验支撑。由于MRE是一种复合材料,其传感特性也会受到执行状态的影响,涉及智能装备系统在复杂振动下的力-磁耦合压阻/磁致电阻效应、跨尺度的宏微观传感机理探索等关键科学问题和技术难题,具有重要的学术价值与工程借鉴意义。为此,本文以研究宏微观MRE支座的传感机理为切入点,设计出具有自感知功能的M...

【文章页数】：98 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1隔振系统应用领域示意图

振动控制始终是研究开展的重点，其研究意义深远。(a)隔振系统(b)桥梁应用场景(c)建筑应用场景图1.1隔振系统应用领域示意图目前，磁敏半主动隔振控制系统在桥梁[9]、建筑[10]、汽车悬架[11]等领域（图1.1）中的理论与实验研究已经比较成熟，但在工程中仍未得到大规模推....

图1.2各向同性和各向异性MRE的制造示例

的颗粒分布有很大影响。当MRE在零磁场下固化时，磁性粒子将随机分布，从而产生各向同性材料；然而，当固化过程中施加中等磁场时，弹性基体中会形成链状或柱状结构，从而产生各向异性的MRE。如图1.2[23]所示。图1.2各向同性和各向异性MRE的制造示例[23]各向异性材料的固化过程....

图1.3MRE的微观结构(a)各向同性MRE(b)各向异性MR[24]

图1.2各向同性和各向异性MRE的制造示例[23]向异性材料的固化过程需要一个强磁场，通常在0.8T以上，沿磁场方成链状的磁性粒子结构。在固化过程中，还需要恒定的温度以保持各异性材料的磁性粒子的灵活性，一些橡胶基质也可以在室温下固化。子被锁定在基体中。

图1.5MRE半主动/被动隔震支座及其建筑隔震系统

图1.5MRE半主动/被动隔震支座及其建筑隔震系统[32]美国内华达大学的M.Behrooz等人[32]提出了一种变刚度和阻尼隔振器（VS用于土木结构的基础隔震系统（图1.5）。提出的变刚度阻尼隔振器是在经过层的磁场优化的基础上设计的，以实现机械性能的最大变化，当励磁电流从....

本文编号：4055538