磁流變液夾層梁的動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、智能材料結(jié)構(gòu)是為適應(yīng)現(xiàn)代航空、航天、電子、機(jī)械等高技術(shù)領(lǐng)域提出的高要求而發(fā)展起來(lái)的一類(lèi)新型結(jié)構(gòu)。磁流變液是一種智能材料，利用磁流變效應(yīng)開(kāi)發(fā)出來(lái)的產(chǎn)品具有無(wú)級(jí)調(diào)控、噪音低、響應(yīng)速度快、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠、能耗低，在航空、航天、土木、機(jī)械、汽車(chē)等領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用潛力。 磁流變液在外加磁場(chǎng)作用下，其物理性能——粘度、剪切模量、阻尼會(huì)發(fā)生快速、可控、可逆變化，將磁流變液與其他彈性材料進(jìn)行復(fù)合，形成磁流變液夾層梁、板結(jié)構(gòu)，通過(guò)改變磁場(chǎng)強(qiáng)度來(lái)控

2、制夾層結(jié)構(gòu)的剛度、阻尼等特性從而實(shí)現(xiàn)對(duì)結(jié)構(gòu)振動(dòng)特性的控制，這對(duì)于控制飛行器、汽車(chē)以及機(jī)械結(jié)構(gòu)的工作性能有著重要的應(yīng)用價(jià)值。為此，本文對(duì)磁流變液夾層梁結(jié)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)問(wèn)題進(jìn)行了理論與試驗(yàn)研究，主要工作包括： 1. 將夾層梁結(jié)構(gòu)中的磁流變液處理為線(xiàn)性粘彈性材料，應(yīng)力——應(yīng)變關(guān)系用復(fù)模量表示，建立了磁流變液夾層梁結(jié)構(gòu)的彎曲振動(dòng)模型，分析了磁流變液夾層梁結(jié)構(gòu)在簡(jiǎn)支和懸臂兩種邊界條件下的振動(dòng)特性。 2. 提出了磁流變液非連續(xù)分布的夾層

3、梁的結(jié)構(gòu)形式和設(shè)計(jì)方法，得到了該種梁結(jié)構(gòu)的固有頻率、損耗因子、振型函數(shù)、動(dòng)力響應(yīng)與外激勵(lì)頻率及磁場(chǎng)強(qiáng)度間的關(guān)系。 3. 建立了磁流變液夾層簡(jiǎn)支梁有限元模型，分別形成了上下彈性層和中間磁流變液層的單元矩陣，推導(dǎo)了磁流變液夾層簡(jiǎn)支梁的動(dòng)力學(xué)方程，分析了上下面板為鋁材的磁流變液夾層簡(jiǎn)支梁的振動(dòng)特性以及簡(jiǎn)諧激勵(lì)下磁流變液夾層梁的動(dòng)力響應(yīng)，分析了不同磁場(chǎng)強(qiáng)度和磁流變層厚度對(duì)動(dòng)力響應(yīng)的影響。 4. 進(jìn)行了磁流變液夾層懸臂梁、簡(jiǎn)支梁結(jié)