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磁流变液夹层梁振动特性实验研究

王冬兵  
【摘要】:新型智能材料—磁流变液的应用研究近年来受到研究人员的广泛重视,它具有优越的性能,被广泛用于液压传动、汽车减振、机械加工、以及高层建筑、电视塔、大跨网架和大跨桥梁等土木结构地震的半主动控制。本文的具体研究内容包括:首先,较为系统地综述了当今世界范围内在电流变液和磁流变液这一领域的研究历史及现状,总结了磁流变液的发展概况,基本理念,磁流变液的组成、特性、作用机理、力学模型及其在工程上的应用。其次,针对磁流变液夹层悬臂梁、简支梁,以实验方式研究了结构在不同磁场作用下的振动特性,分析了磁流变液对悬臂夹层梁、简支夹层梁结构振动抑制的效果及影响。再次,通过有限元方法研究了磁流变液夹层梁的振动特性,建立了二维有限元模型,分别形成每层的单元矩阵,然后叠加,推导了磁流变液夹层梁的动力学方程,在此基础上研究了磁流变液夹层梁的振动特性。最后,从磁流变液的特性出发,将小变形条件和中小磁场作用下的磁流变液处理为粘弹性材料,采用了线性粘弹性理论,根据参考文献[3,4]中的能量方法,利用变分原理,研究磁流变液夹层梁振动控制方程,并在此基础上研究了磁流变液简支夹层梁的固有频率与损耗因子,以及其频响函数,研究了磁流变层厚度的变化对结构的固有频率与损耗因子的影响。


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