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应用在斜拉索的磁流变脂阻尼器设计及力学性能研究
| 论文题名： | 应用在斜拉索的磁流变脂阻尼器设计及力学性能研究 |
| 关键词： | 大跨度斜拉桥;磁流变脂;磁流变阻尼器;力学性能;半主动控制 |
| 摘要： | 大跨度斜拉桥在外部激励下极易产生振动，如何完成斜拉索的振动控制已经成为大跨度桥梁领域的重要研究内容，对桥梁和行人的安全有重要的现实意义。在斜拉索的振动控制中，以磁流变阻尼器进行结构控制已经成为主要减振措施。在传统的磁流变阻尼器中，磁流变材料大多为磁流变液，但是磁流变液的沉降现象限制了它在工程应用中的推广。本文通过选材和结构设计对传统磁流变阻尼器进行改善，能够明显提高磁场的利用率，增强磁流变阻尼器的阻尼力。本文在传统磁流变阻尼器的结构上增加了永磁铁和阻磁环，通过有限元软件模拟了磁流变阻尼器的磁场，并分析磁流变阻尼器的力学性能。本学位论文的主要内容包括： 1、对课题组已测试的磁流变脂力学性能结果进行分析。包括在稳态剪切测试时，给出了磁流变脂在磁场和剪应变共同作用下的剪切应力和粘度的变化关系。在振荡剪切测试时，给出了磁流变脂的储能模量、损耗因子等随磁场和振荡频率的变化关系，并从微观角度做出了解释。 2、在传统磁流变阻尼器的基础上做出改进，设计了一种新型的磁流变脂阻尼器的结构。新型的磁流变脂阻尼器通过环形永磁铁和线圈磁场的配合，提高了阻尼器的安全性和适用性。在输出阻尼力相同时，需要外部给予的电流减小，减少了线圈产生的热量，降低了温度变化对磁流变脂力学性能的影响。 3、通过ANSYS模拟了磁流变阻尼器的磁场，验证了阻尼器中的磁回路，得到了阻尼通道处的磁感应强度。由传统剪切阀式磁流变阻尼器阻尼力公式得到本文的磁流变脂阻尼器阻尼力公式，对活塞施加正弦位移，通过MATLAB数值计算得到阻尼器力-位移、力-速度的关系。 4、简要介绍了斜拉索的振动机理，通过已有文献建立斜拉索-阻尼器的振动方程。结合磁流变脂阻尼器的磁场模拟结果，构建了一种适用的半主动控制方法。 |
| 作者： | 贾志行 |
| 专业： | 力学 |
| 导师： | 孙虎 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2020 |
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