摘要：磁流变液制成的磁流变阻尼器具有响应速度快、阻尼连续可调、功耗低、阻尼力大、动态范围宽、频率响应高等优点. 、适应面大等特点，本文从参数化建模和非参数化建模两个方面对磁流变阻尼器的力学模型进行了讨论和分析，重点分析了8个参数模型，并指出不同的设计应采用不同的示范方案发挥各自的优势。关键词：磁流变阻尼器；力学模型；参数化建模；非参数建模 l , , Ch ina) : , , low power, power, range, fast , 由 u- id 制成的大容量 mpers 已适应。个人；;l; 1940 年代的非磁流变现象 1990 年代末由 Rab-inow 首次发现。磁流变变体由三部分组成：可在磁场中极化的悬浮粒子、载液和稳定剂。
磁流变流体的流变特性可以通过改变磁场参数来控制。在外磁场的作用下，液体的粘度变化很大，具有很大的抗剪切力，其大小与磁场的强弱有关。当磁流变液脱离外磁场，恢复到原来的液态时，它的响应时间只有几毫秒，而且易于控制和连续可控。磁流变元件，如流变制动器、离合器、减震器等。通过使用磁流变变体在外部磁场的作用下改变流变特性而开发的各种用途的元件。其工作模式包括以下压力驱动模式、剪切流模式和挤压流模式，可用于控制系统的阻尼并具有响应速度。阻尼快速、连续可调、功耗低、阻尼力大、动态范围宽、频率响应高、适应性大等优点，是被动控制元件的理想替代品。主动振动控制在汽车、机械、建筑等领域得到了一定的应用。常用的阻尼器有3种类型：双筒式和双杆式。单管阻尼器结构紧凑，安装方便，是目前应用最广泛的形式。磁流变耗能器的阻尼力模型是其在结构振动控制应用中分析和设计的一个重要问题。但由于磁流变阻尼器的力学性能受外磁场（电流）、位移幅值和激励频率的影响，流变后流变液的动态本构关系比较复杂，消能器呈现强非线性关系，给消能器阻尼力模型的准确建立带来一定的困难。
许多专家和学者在这方面进行了研究，并提出了不同的计算模型。目前，工程界对磁流变流体阻尼器的建模方法主要有参数化建模和非参数化建模。参数模型 111 该模型基于描述磁流体的粘塑性模型，即 Stan 模型，用于描述磁流体减振器的阻尼力特性。该模型如图1所示。减振器的阻尼力为： 分为两部分：一部分是粘性阻尼，假设材料是刚性的，在屈服前不流动。因此，它成为具有非零屈服应力的牛顿流体。该模型能很好地描述阻尼力的时域特性以及阻尼力与磁流体减振器位移的关系，但无法表达阻尼力与磁流体减振器位移的关系。是小。112 非线性双粘性模型 塑性模型假设 MR 流体在屈服之前是刚性的。不同的假设应该远大于屈服后的阻尼系数po。在该本构模型中，阻尼力计算公式为113。非线性滞回双粘性模型实验研究表明，阻尼器的阻尼力-速度关系呈现明显的预屈服滞后。所以，在双粘性模型的基础上，提出了一种四参数非线性滞回双粘性模型。这四个参数分别是屈服前的阻尼系数pr、屈服后的阻尼系数po和屈服力。
阻尼力计算公式为： 可以看出，滞后曲线可以用两组方程表示。第一组，前三个方程用于正加速度，三个方程用于负加速度。114 粘弹塑性模型 上述三种非线性模型的共同缺点是，它们只代表了分段连续的非线性特性，而不是平滑连续的。和粘塑性模型，建立了包括粘塑性模型在内的粘弹性塑性模型，克服了模型的不足，能够反映磁流变流体的磁滞特性。-速度曲线在零速度下是平滑连续的，接近实验但数值计算复杂且耗时，不利于工程应用。Bouc-wen模型能更好地反映减振器的力-位移特性。模型计算图如图2所示，可以控制收益曲线的线性度和从前期到后期的过渡阶段的平滑度，与各地区的实验数据基本吻合，也可以很好地描述磁流变还原。振动器的非线性行为。然而，模型中有14个参数需要优化和识别，并且引入了两个物理意义不明确的不可观测变量。该模型用于不同结构参数的磁流变流体减振器时，需要重新识别大量参数，
由于模型参数过多，许多学者对模型进行了简化。武汉理工大学周强等设计制作了用于土木工程结构控制的小型磁流变阻尼器，并进行了一系列阻尼特性试验。根据现有阻尼器力学模型的特点，提出了两种描述阻尼器动态行为的简化力学模型。116 简化模型 根据磁流变阻尼器阻尼特性的实验结果，考虑到磁流变流体的应力-应变在预屈服区、屈服区和后屈服区具有三个阶段的本构关系，周强等。提出了图3所示的模式（库仑摩擦单元与粘性单元并联）。考虑到蓄能器刚度和屈服前磁流变液剪切模量的影响，弹簧单元可以看作阻尼器的等效轴。阻尼力为：模型来完整描述磁流变阻尼器在时变电流强度下的动力学模型，需要确定八个参数。此外，周强等人。还提出了基于达尔模型的修正达尔模型，这也使得模型系统的参数有所减少。
因此，如果能用《机床与液压》的滞后模型来模拟摩擦力，就可以轻松克服修正的达尔模型，完整地描述磁流变阻尼器在时变电流强度下的动力学模型。模型需要确定。交通大学徐兆东等。[11]建立了一个参数较少的计算模型）模型，如图5所示。它以函数的形式表达了MR阻尼器的库仑阻尼力：Bv，因此MR阻尼力为：模型略逊一筹在描述MR阻尼器的力-速度关系时与Bouc-Wen模型相比，但除了易于确定外，粘性阻尼系数模型只有一个参数B需要确定，表达式简单，易于编程，非常适合磁流变阻尼器的工程设计和应用。除了上述 8 个模型，关新春等人。[12]还建立了磁流变阻尼器的简化模型。这种简化的计算模型虽然不能很好地反映磁流变耗能器的动态特性，但形式简单，物理概念清晰，反映了耗能器结构参数对阻尼力的影响趋势，具有一定的精度，可用于消能器的初步制造和性能评估。Dmi ock 塑性模型经过进一步修改，考虑了流变行为的剪切变稀现象，并在反映流变特性方面取得了进展。在压力驱动的磁流变流体减振器模型中增加了两个参数，即高速剪切剪切速率和剪切速率粘度，可以更准确地反映高剪切速率下减振器的非线性特性。
李等人。[14]将MR阻尼器的阻尼力分为屈服前后两个阶段：屈服前的粘弹性模型和屈服后的粘滞阻尼模型。根据经验，选择非线性形函数作为屈服前后两个阶段之间的平滑过渡，将屈服前后的阻尼力与屈服力并行求和，得到磁流变阻尼器的非线性数学模型。胡海燕[15]提出的非线性磁滞模型基于磁流变阻尼器的实验，具有精度高、参数辨识过程简单、能准确反映磁流变阻尼器磁滞特性等优点。非参数模型，Masri 17] 设计了电流变阻尼器，其阻尼力由阻尼器速度和加速度的多项式表示。该模型是 cos( ) 的离散形式。这种方法也可以用于磁流变液压减振器的设计，往往过于复杂，结构设计不方便依靠实验进行数值拟合或逼近，只能做参考分析。Kyle 和 PaulN，18] 使用 Jr 的唯象模型和神经网络平台 ANFIS 来研究模糊神经网络模型。然而，该模型依赖于特定的平台，一些研究人员指出，神经网络模型不如简单的现象模型准确。该模型是 cos( ) 的离散形式。这种方法也可以用于磁流变液压减振器的设计，往往过于复杂，结构设计不方便依靠实验进行数值拟合或逼近，只能做参考分析。Kyle 和 PaulN，18] 使用 Jr 的唯象模型和神经网络平台 ANFIS 来研究模糊神经网络模型。然而，该模型依赖于特定的平台，一些研究人员指出，神经网络模型不如简单的现象模型准确。该模型是 cos( ) 的离散形式。这种方法也可以用于磁流变液压减振器的设计，往往过于复杂，结构设计不方便依靠实验进行数值拟合或逼近，只能做参考分析。Kyle 和 PaulN，18] 使用 Jr 的唯象模型和神经网络平台 ANFIS 来研究模糊神经网络模型。然而，该模型依赖于特定的平台，一些研究人员指出，神经网络模型不如简单的现象模型准确。结构设计不方便依靠实验进行数值拟合或逼近，只能作为参考分析。Kyle 和 PaulN，18] 使用 Jr 的唯象模型和神经网络平台 ANFIS 来研究模糊神经网络模型。然而，该模型依赖于特定的平台，一些研究人员指出，神经网络模型不如简单的现象模型准确。结构设计不方便依靠实验进行数值拟合或逼近，只能作为参考分析。Kyle 和 PaulN，18] 使用 Jr 的唯象模型和神经网络平台 ANFIS 来研究模糊神经网络模型。然而，该模型依赖于特定的平台，一些研究人员指出，神经网络模型不如简单的现象模型准确。
此外，Chang 和 19] 使用神经网络来模拟阻尼器的响应，Cho 等人。[20]使用多项式来拟合阻尼器的响应。Wang and Zhang ] 基于模糊逻辑S模型，提出了磁流变波阻尼力的非参数模型。当激励电压与阻尼器的刚度、阻尼系数和屈服力相对应时，它是一个隶属函数，一般表示为输入向量的函数。对于实际的 MRF 阻尼器模型，这些参数需要从实验数据中确定。模糊逻辑不需要折叠特定的阻尼器，具有普遍性广、学习收敛快的优点。结论 总之，可见，参数模型和非参数模型各有优缺点。参数化模型适用于减震器的设计；非参数模型适用于控制系统的应用。此外，为了反映减振器的非线性行为，两类模型都引入了一些需要通过实验确定的参数，即建模依赖于一定的实验。从减振器参数化模型和非参数化模型的优劣分析可以发现，应充分发挥两种模型各自的优势磁流变减振器 档，进而建立一个准确实用的数学模型应该研究总结，以方便减震器和控制器的设计。设计。磁流变流体的出现和广泛应用给许多领域带来了新的变化，是实现机液一体化的一个非常有前景的发展方向。然而，这项新技术极具挑战性，需要进一步研究。
参考文献 [1] Rab inow Chu tch. -tion, 1948, 67: 1308~ 13151, JW, JD. “机床和液压系统”- iego, 1998. http: id. com tech- [3] JP，Weiss KD， JD。工程应用 - ials , 1993, 10: 4501 -tic of MR fluid & Dec-i iego:IEEE Con??trol , 1997: 3721~ 37261 - , 1987, 20: 167~ 1841 [6] Pang, NM. 动态 - PER 行为。我：，PROC。. 博士，。学术研究： . 1991, 35: 399~ 4251。lper, 123: 230~ 2381 磁流变阻尼器的两种力学模型及实验验证 地震工程与工程振动, 2002, 22 1501 【10】 大阻尼- tions 1976,14: 1675~ 16821 【11】徐兆东，沉亚鹏，磁流变阻尼器建筑结构计算模型及仿真分析，2003，33 68~691 【12】管新春，消能器的磁流变阻尼力模型及其参数以确定振动和冲击，2001, 20 81 [13] Shr ikant iko - ture/ Robus-tness argin。过程。-ence, San Diego, , 19991 [14] 李庞, . AIAA 98 2040, Vo.l 2841~28561 [15] 翁建生, 胡海燕, of , 2000, 13 616~6211 [16] RC, ic ter .Smart , 1992 275~2851 [17] Gavin惠普，研发，FE。pers, Part , 63 76~821 【18】Kajiw ara , Ak io. ing . - 夏威夷大地。19991【19】常CC，网管。, 755~641 【20】Choi SB, Lee SK . field- force -ical 2001, 245: 375 3831【21】王晓华, 磁流变流体阻尼器的模糊逻辑非参数建模, 中国科学技术大学学报, 2000, 30 218~2201 收稿时间：2003-01- 05 接67页硫化0不易生产，
水润滑轴承的力学性能与其硫化温度和硫化时间密切相关。通过实践得出断裂强度、恒伸长强度和磨损量随温度和时间的变化规律，可用于指导生产。实验验证，BTG水润滑轴承具有理想的硫化曲线，具有硫化诱导期长、硫化速度快、硫化平坦期长等特点。参考文献 [1] ROY。, . ip 米。美国纽约。19841 10：水润滑橡胶艉管轴承性能研究船舶工程，1993 491 [3] 于江博清大学，2002：29~361. 零件：规则橡胶状材料。穿，1994磁流变减振器 档，109~1181。Part: How ?, Wear, 1995: 19~ 281 1988, 32 11):47~ 521 作者简介：1974年出生，四川成都人，发表论文10余篇，获教育部科技进步一等奖2项。电话：- , , jm@sina1 com。收稿时间：2004-01-04
