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磁流变弹性体在减震器上的应用
摘要
传统的动力减震器在工业中广泛作为一种振动吸收装置。然而，它仅在一个比较窄的频带范围内工作是有效的。这个缺点限制了他的稳定性和应用。这篇文章将介绍一种基于独特的磁流变弹性体上的自适应调谐的震动吸收装置，这种磁流变弹性体的弹性模量可以通过施加磁场来控制。这种自适应调节的震动吸收装置引进剪切模式，并且由动态的部分，静态的部分，以及由磁流变弹性体组成的智能弹簧元构成。基于磁流体的两极的影响，自适应调谐震动吸收装置在理论上和实验上进行了评估，实验结果证明了自适应调谐震动吸收装置的固有频率可以从27.5hz调节到40hz。为了研究它吸收震动的能力，我们建立了一个两端支撑的横梁结构，同时为了便于分析，建立了一个梁和震动吸收器连接在一起的动力模型。计算和实验结果都说明先进的自适应调谐震动吸收器的吸收能力比传统的调谐震动吸收器要好，在实验中证明了它可以达到25分贝的高水平。
1. 引言
磁流体是一种有磁流效应以及和磁场有关的独特性质的智能材料。磁流效应是指流变性质通过施加磁场可以产生变化，自从Rabinow1948年发现它以来，磁流体已经发展成为一个有磁流液，磁流泡沫，以及磁流弹性体的大家庭。最普通的磁流体是一种悬浮液，它里面有一种可以在黏稠液体中可以极化的有磁力的微粒。通常评价磁流液的磁流效应是施加磁场后它在继续屈服的范围内动态屈服应力变化的的能力。大量的基于磁流液的应用得益于它的动态屈服应力可以由磁场持续的，快速的，可逆的控制。这种特性被应用到广泛的领域，如汽车工业（4-6），抗震性（7）和震动控制（8）并且已经被商业化和工业化。例如，美国贵族公司专业地将它应用于研究领域，制造业， 并将磁流液运用于制动器，离合器，以及可变摩擦减震器的材料上。但磁流液在存放，环境污染，密封方面存在不足。
磁流弹性体和的固体结构和磁流液相比可以很好的克服这些不足之处。磁流弹性体由分散在聚合剂里的可极化的微粒组成。典型的，当磁场作用于交联耦合的聚合剂时，可极化微粒会形成链状或者柱状结构，这种结构固化后会固定于基体。磁流弹性体和磁流液的相似之处在于磁流弹性体的磁流效应在屈服之前其模量依赖于磁场。这种特性使得它有很多有前景的运用，例如自适应可调的震动吸收器，刚度可调的底座和悬架，和阻抗可变的表面。和磁流液相比，磁流弹性体的的应用还处于探索的阶段。Watson(12)应用磁流弹性体的方法和改变悬粿@奶赘斩鹊囊黄鹕昵肓俗ɡinder （13，14）实验了基于磁流弹性体的可调的汽车座椅和衬套，通过使共振远离它的激发频率，从而减少悬架由于制动轮力矩的变化产生的悬架共振的影响。Ginder和Coworker（15）在运用磁流弹性体发展自适应可调震动吸收器上做了开创性的工作。他们最初的实验结果说明自适应可调震动吸收器具有变频500hz到600hz的能力。