基于加強(qiáng)的擠壓變形磁流變彈性體剛度可調(diào)諧減震器的研究
作者： Z.C.NI,X.L.GONG,*J.F.LI AND L. CHEN
中國科學(xué)院力學(xué)行為、材料設(shè)計重點(diǎn)實驗室，中國合肥中國科技大學(xué)現(xiàn)代力學(xué)系230027

摘要：
本文主要關(guān)于一個基于磁流變彈性體的新型的動態(tài)剛度調(diào)諧減振器（MRE）的設(shè)計和研究。在本次設(shè)計中， MRE工作在一個剪切模式中，但是通過用嵌入壓電（PZT）驅(qū)動器動態(tài)壓縮試驗品的厚度，它的磁（MR）效果被明顯加強(qiáng)。通過這樣的設(shè)計，能夠合理調(diào)整準(zhǔn)靜態(tài)磁場和PZT在粒子鏈放向上改變動態(tài)擠壓應(yīng)變?nèi)タ刂普駝又飨到y(tǒng)。這樣抗振能力在理論上可以通過諧波分析。聯(lián)合控制方法（調(diào)整的方法和開—關(guān)的方法）和控制系統(tǒng)就被做成抗振動的主系統(tǒng)。模擬結(jié)果表明基于MRE-PZT的動態(tài)剛度動態(tài)調(diào)整減振器（DSTDVA）模型比那些傳統(tǒng)的MRE為基礎(chǔ)的準(zhǔn)靜態(tài)調(diào)諧減振器的抗振能力更有效。在MRE的剪切儲存模量基礎(chǔ)上的擠壓變形被加強(qiáng)的越強(qiáng)，基于MRE-PZT的 DSTDVA的抗振效果就越明顯。

1引言
減振器被發(fā)現(xiàn)的一個世紀(jì)以來，已經(jīng)逐漸成為一種在狹窄的頻率范圍壓制不需要的振動的有效方法（Frahm,1909）。自適應(yīng)調(diào)整減振器（ATVAs）擴(kuò)大了有效帶和極大的提高了他們在許多通過合理調(diào)整它們的自振頻率去補(bǔ)償在激勵頻率中的漂移的運(yùn)用場合的表現(xiàn)（Walsh and Lamancusa,1992;Franchek et al.,1996;Brennan,1998;Flatau et al.,1998;Willianms et al.,1999;Davis and Lesieutre,2000;Nader and Behrooz,2002）。作為一種新型的智能材料，通過一個外部磁場能夠快速的、連續(xù)的、可逆的改變磁流變彈性體的模量（Shiga et al.,1995;Ginder et al., 1999;Carlson and Jolly,2000;Bellan and Bossis, 2002）。這些特性使得MRE 有能力勝任ATVA的智能彈性部件。（Ginder et al., 2001;Deng and Gong, 2007;Lerner and Cunefare,2008）。
我們注意到常規(guī)的基于MRE的自適應(yīng)減振器主要是準(zhǔn)靜態(tài)調(diào)諧減振器。ATVA的自振頻率被合理的調(diào)整去補(bǔ)償在激勵頻率中漂移中的漂移并且保持不變直到激勵頻率變化。通過這種方式，其吸振能力變?nèi)醍?dāng)ATVAs的阻尼增加，這就完全限制他們的運(yùn)用（Sun et al., 2006）。為了克服這個弱點(diǎn)，一種新的基于MRE的動態(tài)剛度動態(tài)調(diào)整減振器的設(shè)計在這次研究中被提出。MAE仍然工作在剪切模式下，和常規(guī)的MAE ATVAs一樣在這次研究中。無論如何，這次設(shè)計的減振器由一個被嵌入一個封閉的C -形磁路用作控制在粒子鏈方向的擠壓應(yīng)變的壓電陶瓷元件組成。通過同時調(diào)整磁電路產(chǎn)生的磁場和在粒子鏈方向的動態(tài)擠壓應(yīng)變來控制主系統(tǒng)的振動。