电、磁流变液的性能测试及半主动控制仿真分析

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1、摘要摘要首先，根据简单剪切流的原理，自行设计制作了滑动平板式电磁复合流变屈服应力测试装置。该装置用步进电机驱动，用单片机对步进电机进行精确定位和调速，并配有力传感器和应变仪来测量剪切应力数值，可以分别进行电流变液的测试、磁流变液的测试以及电磁流变液的测试。其次，采用均匀试验设计方法安排实验方案进行了电、磁流变液的配制以及用电磁流变测试仪重点对磁流变液的试样进行了大量的性能测试工作。通过不断择优选材，调整配比以最少的实验次数找到了最佳的材料配比和显著改善沉降性能的添加剂，从而获得了高屈服强度、低沉降性

2、和低零场粘度的性能优良的磁流变液，并详细地分析了外加磁感应强度、剪应变速率、体积分数、零场粘度对磁流变液屈服剪应力的影响。另外还根据电流变液和磁流变液对材料的各方面性能的要求，从包裹型金属纳米复合粒子入手，对电磁流变液的配制进行了初步的探索。最后，采用高阶单步D法与变阻尼的控制律相结合的结构半主动控制算法，对安装了磁流变阻尼器的结构，进行了不同场地类型波下的结构振动反应的计算机仿真分析，验证了该算法对结构振动控制的有效性和实用性。还结合电流变液和磁流变液的各自特点以及电磁流变阻尼器的工作原理，简单构

3、想了电磁流变阻尼器的结构模型。关键词磁流变液;屈服应力;均匀试验设计;电磁流变测试系统;仿真分析AbstractFirstly,aequipmentusedformeasuringthedynamicyieldstressofEMRfluidsisdesignedandassembledinlightoftheprincipleofsimpleshearingstream.Thisequipmentisdrivedbystepmotor,atthesametimeitspreciselocation

4、andvelocitymodulationarecontrolledbyonechipcomputerandyieldstressismeasuredbyforcesensorandstraintester.Thisinstrumentcanbeusedformeasuringthe外eldstressofERfluids,MRfluidsandEMRfluidsSecondly,thepreparingofERandMRfluidsiscarriedoutbyuniformexperimentde

5、signmethodandalotofsamplesofMRaretestedbytheintrument.ThebestmaterialcompositionandsurfactantthatnotableimprovingthestabilityofMRareobtainedattheleastexperimentaltimesbymeansofselectingmaterialsandadjustingcompositionandthereforetheMRwithhighyieldstres

6、s,goodsedimentarystabilityandlowinitialviscosityisprepared.Thepropertisofyieldstressareanalysedindetailsunderdiferentmagneticinduction,shearstrainrate,volumefractionandinitialviscosity.Inaddition,accordingtothequalityofERandMR,apreliminaryprobeiscarrie

7、doutinpreparingEMRfluidscontainingaferricoxidenanoparticlescomposite.Finally,twostructuresinstalledMRdampersareanalysedinnumericalsimulationunderseveralseismicwavesusingsemi-activecontrolalgorithmcombininghighordersingle-stepmethodandvariabledampingcon

8、trollingrule.Itisverifiedthisalgorithmisefectiveandpracticalinviberationcontrolofstructures.Besides,astructuremodelofEMRdamperisdesignedaccordingtotheprinciplesofEMRdampersandthepropertiesofERandMRKeywordsMRfluids;yieldstress;uniformexp