磁流變彈性體智能隔震支座及其性能試驗.pdf

1、磁流變彈性體作為可變剛度的智能材料近年來受到關(guān)注。在土木工程結(jié)構(gòu)減振領(lǐng)域，磁流變彈性體可代替?zhèn)鹘y(tǒng)的橡膠制作剛度可由磁場控制的智能隔震支座，變傳統(tǒng)的被動控制為智能控制。建立精確的控制模型并評價其力學(xué)性能是將智能隔震支座應(yīng)用于工程實(shí)踐的前提，基于此，本文對磁流變彈性體智能隔震支座的力-位移模型及性能進(jìn)行研究。
　　首先，研究了磁流變彈性體的基本力學(xué)性能。通過材料的松弛試驗和滯回性能試驗，對磁流變彈性體的松弛性能和動態(tài)力學(xué)性能進(jìn)行分析，

2、探究磁場、頻率、應(yīng)變幅值對磁流變彈性體材料性能的影響。結(jié)果表明，磁流變彈性體的剪切儲存模量等動態(tài)力學(xué)性能可由磁場調(diào)控，不同磁場下磁流變彈性體均表現(xiàn)出力學(xué)松弛行為，且應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系呈非線性。
　　其次，建立了磁流變彈性體的非線性本構(gòu)模型和智能支座的力學(xué)模型。根據(jù)材性試驗結(jié)果，先后建立五參數(shù)廣義Maxwell模型、三參數(shù)分?jǐn)?shù)階Kelvin-Voigt模型和含摩擦耗能元件的五參數(shù)分?jǐn)?shù)階模型分別描述材料的本構(gòu)關(guān)系，探究了磁場、應(yīng)變幅值、加載

3、頻率對模型參數(shù)的影響。結(jié)果表明，三個模型均能準(zhǔn)確地描述對應(yīng)工況的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系，其中五參數(shù)分?jǐn)?shù)階模型的計算效率最高。因此，以五參數(shù)分?jǐn)?shù)階模型為基礎(chǔ)建立了智能隔震支座的力學(xué)模型，以描述其力-位移關(guān)系。
　　第三，提出了磁流變彈性體智能隔振支座的設(shè)計思路。根據(jù)現(xiàn)有的橡膠隔震支座規(guī)范制定了智能隔震支座的力學(xué)設(shè)計方法，利用電磁學(xué)理論計算和有限元計算結(jié)合的方式制定了磁路設(shè)計方法。
　　最后，進(jìn)行智能隔震支座性能試驗，以驗證力學(xué)模型和設(shè)計