新型磁流变阻尼器结构设计与性能分析
本文选题:磁流变阻尼器 + 结构设计 ; 参考:《北京交通大学》2013年硕士论文
【摘要】:磁流变液是一种新型的智能流体材料,由其制成的阻尼器具有结构简单、能耗低、反应迅速、出力大、阻尼力连续顺逆可调等优点,成为土木工程结构振动控制的新一代减震驱动装置,并已经在土木工程振动控制方面取得了初步的应用。在现有理论分析和应用现状的基础上,本文设计了一种新型的磁流变阻尼器,并对其进行了如下研究: (1)提出新型磁流变阻尼器的概念设计方案,在最大出力和阻尼力可调范围目标前提下选取了结构的基本参数,根据土木工程振动控制的要求选定了阀门类型。 (2)运用磁路欧姆定律和磁路基尔霍夫第一定律大致确定了永久磁铁的尺寸。然后应用有限元软件ANSYS,采用耦合场实体单元,建立了磁路二维有限元模型,分别模拟了注液前和注液后阻尼器的磁场分布情况,分析阻尼通道中磁场分布的长度、强度、均匀性,调整了永久磁铁的尺寸。根据磁通量的定义验证了磁路饱和情况,使阻尼通道晚于磁回路中的其他截面达到磁饱和。 (3)根据MRF-J型磁流变液的实用磁感应强度-剪切应力曲线对阻尼器的出力性能进行预估,参照Bingham粘塑性模型建立了新型阻尼器的阻尼力预估模型,并据此描绘阻尼力-位移特性曲线及阻尼力-速度特性曲线,预测阻尼力可调系数,得到了阻尼力与阀门开启程度和外部激励的关系。
[Abstract]:Magnetorheological fluid (MRF) is a new type of intelligent fluid material. The damper has the advantages of simple structure, low energy consumption, rapid reaction, large output force, and continuously adjustable damping force. It has become a new generation of vibration absorber driving device for civil engineering structure vibration control and has been applied in civil engineering vibration control. On the basis of theoretical analysis and application, a new magnetorheological damper is designed and studied as follows: 1) the conceptual design of a new magnetorheological damper is presented. The basic parameters of the structure are selected on the premise of the adjustable range of maximum output force and damping force, and the valve type is selected according to the requirements of vibration control in civil engineering. Using Ohm's law and Kirchhoff's first law, the size of permanent magnet is roughly determined. Then the finite element software ANSYSand the coupling field solid element are used to establish the magnetic circuit two-dimensional finite element model. The magnetic field distribution of the damper before and after injection is simulated, and the length and intensity of the magnetic field distribution in the damping channel are analyzed. Uniformity, the size of the permanent magnet adjusted. According to the definition of magnetic flux, the saturation of magnetic circuit is verified, which makes the damping channel reach magnetic saturation later than the other sections in the magnetic loop. 3) according to the practical magnetic induction strength and shear stress curve of MRF-J magnetorheological fluid, the damping force prediction model of the new damper is established according to the Bingham viscoplastic model. The damping force-displacement characteristic curve and damping force-velocity characteristic curve are described, the adjustable damping force coefficient is predicted, and the relationship between damping force and valve opening degree and external excitation is obtained.
【学位授予单位】:北京交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TU352.1
【参考文献】
相关期刊论文 前10条
1 刘奇;唐龙;张平;廖昌荣;陈伟民;;稳定型磁流变体材料研究[J];材料导报;2006年08期
2 徐龙河,周云,李忠献;半主动控制装置在受控结构中的优化设置[J];地震工程与工程振动;2000年03期
3 徐龙河,周云,李忠献;MRFD半主动控制系统的时滞与补偿[J];地震工程与工程振动;2001年03期
4 李忠献,吴林林,徐龙河,周云;磁流变阻尼器的构造设计及其阻尼力性能的试验研究[J];地震工程与工程振动;2003年01期
5 李忠献,徐龙河,姜南,周云;基于MRF-04K阻尼器的结构减震控制模型试验研究[J];地震工程与工程振动;2004年01期
6 张永山;付伟庆;王焕定;;高阶单步法控制MR智能隔震系统的试验研究[J];地震工程与工程振动;2005年06期
7 王修勇,陈政清,高赞明,倪一清;磁流变阻尼器对斜拉索振动控制研究[J];工程力学;2002年06期
8 夏品奇;基于系统识别理论的磁流变阻尼器模型[J];工程力学;2003年03期
9 徐赵东,李爱群,程文p<,叶继红;磁流变阻尼器带质量元素的温度唯象模型[J];工程力学;2005年02期
10 关新春,李金海,欧进萍;软性沉降磁流变液的研制及性能实验研究[J];功能材料与器件学报;2004年01期
相关博士学位论文 前1条
1 刘建军;新型磁流变阻尼器及其智能控制方法研究[D];天津大学;2008年
相关硕士学位论文 前2条
1 王旭东;全通道磁流变阻尼器的设计与试验[D];天津大学;2008年
2 张林;阻尼力双向调节的磁流变阻尼器的结构设计与性能试验[D];天津大学;2008年
,本文编号:1778163
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/sgjslw/1778163.html