基于改进Bingham模型的磁流变阻尼器力学建模及试验研究
2021-05-12祝世兴杨丽昆祝恒佳
祝世兴,杨丽昆,魏 戬,祝恒佳
(中国民航大学航空工程学院,天津 300300)
磁流变阻尼器(magnetorheological damper,MRD)是一种阻尼可调的半主动智能控制器件,其传动介质磁流变液(magnetorheological fluid,MRF)是一种受磁场影响的特殊材料[1]。MRF的黏度可随外加磁场强度不同而迅速发生变化,进而改变输出阻尼力的大小。因此MRD的输出阻尼可以在外加磁场(一般通过电流大小来控制)作用下实现动态调节,并以其结构简单、可调范围宽、响应快、可靠性和适应性强等优点被广泛应用于建筑[2-4]、汽车[5-8]、航空[9-10]、航海[11-12]等领域。
一般阻尼器多应用于结构的减震、隔振及减摆等维持系统的稳定性方面。在削弱振动过程中往往由于非线性因素[13](本文MRD的非线性因素主要是MRF)的存在,使系统的运动具有非线性特性,非线性特性对多体系统动力学建模[14-15]的影响是不可避免的。黎崛珉等[16]研究了刚度非线性与阻尼非线性对隔振系统的影响。姚文莉等[17]将非理想系统的动力学建模问题描述为目标函数为高斯拘束函数、优化变量为质点加速度的约束最优化问题,并验证其方法的有效性。Zhu[18,19]等人研究了带有阻尼器的空气弹簧非线性动力学模型,用来描述车辆减震系统以提高乘坐舒适性。
为了准确模拟MRD复杂的非线性阻尼力特性,实现对MRD精准控制,研究人员基于多体动力学[20]及MRF的材料特性对MRD的力学建模方法进行了深入探究[21-22]。Shou[23]、李赵春[24]等人研究了MRD在冲击载荷作用下动力学响应特性模型。Ma[25]、Gurubasavaraju[26]、Yang[27]等研究了MRF剪切应力模型,对MRF电导率特性进行了 实 验 研 究。……
