自從結(jié)構(gòu)振動控制的概念被引入到土木工程領(lǐng)域以來,研究者們就針對建筑結(jié)構(gòu)在地震作用下的動力反應(yīng)提出了多種減震控制方法。半主動控制因具有低耗能、效率高、易維護和效果明顯等優(yōu)點,逐漸成為建筑結(jié)構(gòu)減震控制領(lǐng)域新的發(fā)展方向之一。磁流變彈性體材料是近年來出現(xiàn)的一種可以很好地實現(xiàn)半主動控制技術(shù)的新型智能材料,其剛度可隨著外加磁場的變化而連續(xù)快速的變化,同時又克服了磁流變液中磁性顆粒易沉降、磨損率高和不穩(wěn)定等缺點,應(yīng)用前景非�？捎^。本文圍繞磁流變彈性體展開研究,從樣品制備和力學(xué)性能測試入手,設(shè)計了一款可用于建筑結(jié)構(gòu)減震控制的磁流變彈性體阻尼器。本文主要的研究工作如下:(1)根據(jù)擠壓式磁流變彈性體阻尼器工作性能的需要,結(jié)合現(xiàn)有試驗材料和試驗條件,以硅橡膠為基體材料、羰基鐵粉為導(dǎo)磁顆粒、硅油為添加劑,在有場條件下制備出了磁流變彈性體,并對其進行了壓縮模式下的靜態(tài)和動態(tài)力學(xué)性能試驗,試驗結(jié)果表明:當(dāng)外加磁感應(yīng)強度為800mT時,磁流變彈性體的相對磁流變效應(yīng)為92.94%。(2)從微觀物理模型的角度出發(fā),理論分析了磁流變彈性體的磁致壓縮模量和磁致壓縮力隨磁感應(yīng)強度增大而增大的原因,并結(jié)合一般粘彈性材料的力學(xué)模型,建立了磁流變彈性體的宏觀力學(xué)模型,通過與試驗數(shù)據(jù)擬合,得出了磁流變彈性體的磁致壓縮模量與磁感應(yīng)強度的關(guān)系式為:E=1.9583B～3-4.0982B～2+4.1977B+1.87。(3)自主設(shè)計了一款剛度可變的擠壓式磁流變彈性體阻尼器,根據(jù)磁路設(shè)計的基本原理對阻尼器的磁路進行了理論計算,計算結(jié)果表明:在勵磁線圈上纏繞1400匝銅芯直徑為0.55mm的漆包線時,通入2A的直流電所產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度完全可以滿足磁流變彈性體的工作需求。并對阻尼器的磁路做了磁飽和分析,驗證了所設(shè)計磁路的有效性和合理性。(4)利用ANSYS有限元分析軟件對自主設(shè)計的磁流變彈性體阻尼器中的磁路進行了有限元仿真分析,分析結(jié)果表明:當(dāng)在勵磁線圈中以電流密度的形式施加2A的電流時,作用于磁流變彈性體的磁感應(yīng)強度為0.91T,完全可以滿足設(shè)計阻尼器時要求的0.8T,證明阻尼器中的磁流變彈性體能夠發(fā)揮最大的磁流變效應(yīng)。
【學(xué)位單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TU352.1
【部分圖文】：

減震控制類型被動控制主要的手段分為兩種：一是改變建筑結(jié)構(gòu)本身的動力學(xué)性能參數(shù)，通過增加建筑結(jié)構(gòu)中構(gòu)件的截面尺寸，同時采用高強度材料來增加結(jié)構(gòu)自身的剛度值，使建筑

圖1.2兩種磁流變彈性體的微觀結(jié)構(gòu)照片

磁流變彈性體的兩種工作模式
【參考文獻】

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本文編號：2839410