变刚度磁流变弹性体隔振器设计及性能研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文变刚度磁流变弹性体隔振器设计及性能研究硕士研究生：杨杼衡指导教师：刘少刚教授学科、专业：机械工程论文主审人：孔凡凯教授哈尔滨工程大学2017年12月分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文变刚度磁流变弹性体隔振器设计及性能研究硕士研究生：杨杼衡指导教师：刘少刚教授学位级别：工程硕士学科、专业：机械工程所在单位：机电工程学院论文提交日期：2017年12月论文答辩日期：2018年03月学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADiss

2、ertationfortheDegreeofM.EngDesignofvariablestiffnessisolatorbasedonmagnetorheologicalelastomerandPerformanceStudyCandidate:YangZhuhengSupervisor:Prof.LiuShaogangAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:MechanicalEngineeringDateofSubmission:Dece

3、mber,2017DateofOralExamination:March,2018University:HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。

4、作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位

5、后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日变刚度磁流变弹性体隔振器设计及性能研究摘要在工业中，振动的影响不可忽视，所以隔振器成为了减振的重要工具。隔振器的应用遍布各大领域，如今正朝着航空航天及船舶领域发展。磁流变弹性体作为新型的智能隔振材料，具有很好的发展潜力。本文的目的是设计一种能应用于船舰及其它领域的磁流变弹性体智能隔振器。因此本文基于磁流变弹性体良好的压缩性能，设计了一种刚度可变的磁流变弹性体隔振器，并对隔振器进行了

6、动态性能测试研究具体工作如下：首先，对磁流变弹性体材料进行制备和性能测试。采用磁路设计原理对弹性体制备装置磁路进行了设计计算，并运用JMAG软件对磁路进行有限元仿真。结果表明，磁路设计结果能满足1T磁感应强度的需求，最后得到了一套能在有场条件下制备出不同厚度、形状和材料的弹性体制备装置。接下来运用制备装置，从磁流变弹性体制备工艺的角度出发，制备出了三种不同基体的磁流变弹性体；然后运用自制测试装置，于万能材料试验机上对弹性体的压缩模量进行测试。最终得到了不同磁场和应变量下的压缩模量值和磁流变效应强度。其次，对变

7、刚度磁流变弹性体隔振器进行了设计。采用电磁学理论计算和有限元仿真结合的方式对隔振器磁路进行了设计计算和仿真，并根据计算结果确定了隔振器结构各部分尺寸和线圈缠绕匝数。设计的最终结果表明：在加载2A电流时，隔振器中弹性体处的磁感应强度能达到0.9T，满足设计要求。再次，建立了变刚度磁流变弹性体隔振器的动态力学模型。首先对磁流变弹性体的微观力学模型进行了研究，探究了表征材料压缩模量，影响材料磁流变效应的因素；同时对磁流弹性体宏观力学模型进行了研究，研究了材料的粘弹性特性和非线性迟滞特性，对隔振器性能进行了预测。最终

8、建立了能体现本研究隔振器特性的动态力学模型。最后，对变刚度磁流变弹性体隔振器的性能进行了测试。在不同电流、频率和振幅的条件下，将隔振器置于Instron8801电液伺服疲劳试验机上进行动态力学试验。结果表明，隔振器的刚度会随着电流增大（磁场增大）而增大，也就实现了隔振器的刚度可变。然后基于试验数据，运用Simulink仿真对模型参数进行了辨识，确定了动态模型的参数值。结果表明，模型能较好反映隔振器性