【摘要】：電流變彈性體(Electrorheological elastomers,簡(jiǎn)稱ERE)具有在電場(chǎng)強(qiáng)度下實(shí)時(shí)、可逆、迅速調(diào)節(jié)的特性,作為可變剛度的智能材料在結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制的領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制中,傳統(tǒng)粘彈性阻尼器的剛度無法根據(jù)外部環(huán)境因素等條件改變而改變。因此,為使傳統(tǒng)的粘彈性阻尼器具有智能性,本文將ERE替代傳統(tǒng)的橡膠材料用以制作可由電場(chǎng)調(diào)節(jié)的變剛度粘彈性阻尼器,并對(duì)電流變彈性體變剛度粘彈性阻尼器的性能及基于力位移滯回曲線建立的恢復(fù)力模型進(jìn)行研究。(1)合成TiO_2/尿素核殼納米顆粒并制備基于該顆粒的電流變彈性體,測(cè)試電流變彈性體在不同剪切頻率、剪切應(yīng)變幅值及電場(chǎng)強(qiáng)度下的動(dòng)態(tài)粘彈性。測(cè)試結(jié)果表明,所制備的電流變彈性體在不同工況下均擁有良好地粘彈性,其剪切儲(chǔ)能模量等動(dòng)態(tài)粘彈性參數(shù)可由電場(chǎng)實(shí)時(shí)調(diào)控。(2)基于對(duì)電流變彈性體動(dòng)態(tài)粘彈性性能的測(cè)試結(jié)果,建立電流變彈性體材料的修正Bouc-Wen本構(gòu)模型,且利用Matlab軟件仿真模擬進(jìn)行模型參數(shù)識(shí)別,并分析本構(gòu)模型各個(gè)參數(shù)與電場(chǎng)強(qiáng)度的相關(guān)性。研究結(jié)果表明,修正Bouc-Wen本構(gòu)模型可以精確地描述電流變彈性體在各個(gè)工況下的力學(xué)性能。(3)將電流變彈性體作為變剛度粘彈性阻尼器的核心耗能元件,并結(jié)合傳統(tǒng)型粘彈性阻尼器構(gòu)造,設(shè)計(jì)出一款基于電流變彈性體的變剛度粘彈性阻尼器。對(duì)其進(jìn)行正弦剪切試驗(yàn),測(cè)試其在不同電場(chǎng)強(qiáng)度、剪切頻率及剪切位移幅值的滯回曲線,并分析其等效剛度、等效阻尼、耗能性能等。試驗(yàn)結(jié)果表明該阻尼器具有剛度可調(diào)性及良好的耗能性能。(4)結(jié)合電流變彈性體材料的本構(gòu)模型與變剛度粘彈性阻尼器的滯回曲線的應(yīng)變硬化現(xiàn)象,建立變剛度粘彈性阻尼器的恢復(fù)力模型。對(duì)比結(jié)果表明,所建立的阻尼器恢復(fù)力模型具有較高的精確度,并分析了模型各個(gè)參數(shù)與電場(chǎng)強(qiáng)度及剪切頻率的關(guān)系公式。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TU352.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2660343