磁流变弹性体压缩模式下的动态力学特性及其应用研究

来源 :哈尔滨工程大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hhejiang
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来,研究者们对磁流变弹性体的材料配比选择、制备方法、机理阐释等方面的研究已经取得了很大进展。但是,在磁流变弹性体性能测试及其工程应用等方面仍存在很多问题需要深入研究与探讨。目前对磁流变弹性体力学模型的研究主流方向是其微观偶极子及粘弹性力学模型,且主要集中于剪切性能,压缩性能研究较少。深入研究磁流变弹性体各条件下的动态力学特性有助于实现其更好的工程应用,如智能减振降噪、电磁传感器及主动控制等领域。针对压缩模式下测试装置内两磁极间电磁力对磁流变弹性体压力的影响,本文首次对测试装置内的电磁力进行了系统研究与分析,并基于应力应变关系,建立了更接近实际工况的磁流变弹性体压缩模式参数化修正力学模型。此外,设计了动力吸振器并对其减振性能进行了测试与研究,验证了修正力学模型的有效性。本文主要进行了以下几方面工作:首先,对新型测试装置的结构进行了设计。针对传统测试装置存在磁场调节精度不高的问题,本文基于电流与磁场的关系,采用电磁线圈作为磁场发生器,S10C钢作为导磁材料设计了新型测试装置,并运用JMAG-Designer电磁有限元软件对该测试装置进行了磁路仿真。结果表明,该测试装置内的磁感应强度基本能达到预期目标0.5~1T,测试装置结构与磁路设计合理。其次,对硅橡胶基磁流变弹性体进行了制备。基于磁路设计原理对制备模具的磁路进行了设计计算,并运用JMAG软件进行了仿真,结果表明,磁路设计结果能满足1T磁感应强度的需求。运用设计好的制备装置,从磁流变弹性体制备工艺的角度出发,制备出了不同体积分数的预结构化和非预结构化的硅橡胶基磁流变弹性体试样。然后,建立了硅橡胶基磁流变弹性体的动态压缩参数化修正力学模型。通过Instron8801电液伺服疲劳试验机对测试装置进行了电流-挤压厚度-电磁力关系的实验,基于实测数据,利用最小二乘法对测试装置内两磁极间电磁力进行了参数辨识,建立了电磁力的力学模型,为建立磁流变弹性体修正模型奠定基础。此外,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;同时对其宏观力学模型进行了研究,探究了材料的粘弹性及超弹性等特性,对硅橡胶基磁流变弹性体的性能进行了预测,在此基础上结合电磁力的影响建立了更接近实际工况的压缩模式参数化动态修正力学模型。基于实测数据拟合出了该力学模型的未知参数,通过对比该参数化力学模型曲线与实验数据曲线可知,该参数化动态修正力学模型能很好的描述压缩模式工况下磁流变弹性体的动态力学特性。最后,测试了硅橡胶基磁流变弹性体的减振性能。基于磁流变弹性体的磁控特性及吸振器工作原理设计并加工了磁流变弹性体动力吸振器,搭建了主系统减振平台,通过调节垂直振动台的控制系统使不同外界激振频率作用于减振平台,并测得不同频率、电流下的加速度传递率。试验结果表明,通过调节电流实现了硅橡胶基磁流变弹性体动力吸振器固有频率范围的拓宽,即吸振器的有效减振频带拓宽为37.5~62 Hz,从而对外界激振频率进行实时追踪,进而提高其减振性能;试验过程中对第三章制备的不同含铁量磁流变弹性体试样进行了更换,发现含铁量对吸振器的减振性能有所影响,且含铁量越高,频移特性越明显,减振性能越好。本文基于电磁力对压缩模式磁流变弹性体受力的影响,重新建立了更接近实际工况的压缩模式参数化修正力学模型,有助于实现其更好的工程应用,如智能减振降噪、电磁传感器及主动控制等领域。为验证修正力学模型的合理性,设计了吸振器并测试了其减振性能。
其他文献
稳压器是压水堆核电站一回路的重要设备之一,稳压器液位控制系统是控制稳压器液位和一回路压力的重要仪控系统,对于核电站的安全、正常运行起着非常重要的作用。本文主要关注
医患关系报道,是大众媒体日常报道中的常见题材之一。当下的医患关系日益紧张,媒体是否要对这一社会现象承担责任,也逐渐成为一种公开的声音。本文试图从业界的角度,通过新安晚报《我的右肾去哪儿了》这一典型个案,浅析其发生原因,并提出对策,期望能有助于改进媒体对医患纠纷的报道,促进医患关系的和谐。
【摘 要】本文对我军军队学历院校普遍开展的“军政基础集中强化训练”(以下简称“强化训练”)期间的体能训练规范化问题进行了理论研究与实践探索,构建了“普遍的筛查测评、统一的教学目标、阶梯式的教学进度、分层教学的基本模式、稳定的教学内容、精选的教学方法、互为补充的课内教学与课外训练、适度合理的课程考核”的规范化教学训练体系。  【关键词】军校;学历院校;入学训练;体能训练;规范训练  【中图分类号】G
目的:设计并实现新收入统计系统来解决医院收入统计中存在的一些问题。方法:通过对收入统计现存问题的分析,找出问题产生的原因,以程序实现的形式对问题进行解决。结果:新收入统
空间舱内负责空间站精密作业除了需要多自由度的机械臂外,还需要设计五个高仿人程度的灵巧手指。布置在灵巧机械手每个手指指尖处与指间关节处的三维指尖力传感器则实现上述
在纳米技术和精准医疗浪潮的推动下,越来越多生物医学工程领域的学术成果涌现,国内相关科技文献的英译也成为翻译研究的重要方向。本实践报告讨论了《纳米颗粒抑制肿瘤转移的研究进展》论文的英译。源语文本为普通科技文本,兼具科学性与艺术性。英译过程中为保留这两点特性,笔者在耶夫·维索尔伦语言顺应论的指导下,从词句、篇章和修辞三个层面选择恰当的翻译技巧,对译文进行了三方面顺应处理——语言结构顺应、语篇连贯顺应和