考虑磁流变阻尼器(Magnetorheological damper,简称MRD),研究典型工况下MRD对碰摩故障转子系统动力学特性的影响。基于双线性本构方程,建立磁流变阻尼器动力学模型,并将其引入到转子系统中,利用有限元法建立碰摩故障下转子-滚动轴承-MRD系统的动力学方程,并采用Newmark数值法进行求解,利用分岔图、轴心轨迹图及频谱图等进行对比分析。研究结果表明合适的电流作用下,MRD能够有效缓解碰摩,使局部碰摩稳定到轻微的全周碰摩,增强系统的稳定性。在过大的电流作用下,会激发MRD的非线性,产生非协调频率成分,降低系统的稳定性。该研究结果可为磁流变阻尼器的设计及控制策略提供有益的指导。

为了精确预测磁流变阻尼器在温度效应下的动力学性能规律,提出一种参数化的仿真建模方法。采用磁流变液试验实测数据拟合方法,建立粘温特性相关非线性物理参数方程;基于Bingham力学模型及对温度效应的影响分析,运用ANSYS软件编译UDF程序、设置模型参数进行参数化仿真建模,以Fluent模块求解粘滞阻尼力,以Emag模块求解库伦阻尼力。搭建温度效应下磁流变阻尼器力学试验平台,并通过试验对仿真模型进行修正、对比与验证,讨论不同温度对阻尼力、能量耗散的变化规律。结果表明,温度效应主要影响粘滞阻尼力,仿真结果与试验实测值高度吻合;不同温度和电流下阻尼器的能量耗散与温度成反比,与库伦阻尼力成正比。仿真建模方法可预测分析输出阻尼力特征,以对磁流变阻尼器进行结构设计和参数优化。

基于现阶段汽车悬架领域、阻尼领域试验器械功能不完备的现状,设计了一种可进行阻尼试验的双横梁汽车悬架振动试验系统,并介绍了其整体结构,建立了1/4汽车悬架的模型,分析了半主动悬架研发及性能测试、典型阻尼器动力学性能标定的原理。该试验系统具有体积小、控制精度高、功能丰富并成本低廉的特点,能够简化主动、半主动悬架研发的过程,缩短研发周期,满足大部分汽车悬架试验、阻尼试验的试验需求。

磁流变阻尼器能够实现阻尼可控,作为半控制的智能器件应用在众多领域。在实验基础上,基于Bingham力学模型,建立了包括线性和非线性的磁流变液阻尼器的力学模型,通过数学方法对模型参数进行辨识,得到对应的方程。由于多项式的非线性模型,容易产生Runge振荡现象,而不能通过有效的方法得到合适阶数,所以采用傅立叶级数建立非线性模型。分别对线性和非线性模型与实验结果进行对比分析,得到的结果表明:线性模型在有加载电流下,低速时不能准确表达阻尼器的实际特性,基于傅立叶级数的非线性模型能够准确地反映磁流变阻尼器的非线性响应,曲线和实验结果基本吻合。研究结果为磁流变阻尼器动力模型的建立提供了参考。

应用于火炮反后坐装置中的磁流变阻尼器可代替制退机提供后坐阻力。为得到理想的后坐阻力动态特性，要求其阻尼力控制系统响应快速，以实现阻尼力的输出跟踪控制。对所设计长行程磁流变阻尼器进行了冲击试验，测试其输出阻力的动态响应时间。由于试验结果并不理想，因此利用非线性逆系统方法对磁流变阻尼器跟踪控制系统进行了设计校正。最后，对校正后的磁流变阻尼器控制系统及后坐阻力动态特性进行了仿真分析，结果表明，改进设计后的磁流变阻尼器控制系统具有良好的跟踪性能，后坐阻力动态特性令人满意。

介绍了磁流变体的特点和磁流变器件在国外研究和发展状况,并讨论了磁流变阻尼器在火炮反后坐装置上的应用.从材料流变特性和动力学、机械学、电磁学的角度出发,建立了磁流阻尼器的动力学模型,应用该模型可由磁流变阻尼器设计参数得到其动力学特性曲线.

对自行设计的多环槽式磁流变阻尼器进行了理论分析和实验建模，应用Bingham模型，结合实验数据，建立了磁流变阻尼器的动力学模型；分析模型预测值与实验结果，两者吻合良好，从而证明力学模型的正确性，为磁流变阻尼器设计提供了参考依据。

针对磁流变阻尼器在冲击缓冲系统中的应用,该文对其控制方法进行理论和实验研究。设计了冲击载荷下磁流变后坐缓冲试验系统,通过磁流变阻尼器的动态试验分析选定控制区域,提出将磁流变阻尼器多项式动力学模型应用于缓冲系统的仿真建模以及输出电流的反解,分别设计了一维和二维模糊控制器。用两种量化的充满度评价后坐缓冲的控制效果,仿真和试验结果表明,相对于原始后坐缓冲效果,磁流变后坐缓冲装置在模糊控制作用下的充满度指标明显提高,其中二维模糊控制效果较一维模糊控制效果更优。

基于磁流变阻尼器的spencer模型,对其进行数值模拟,研究了纵向地震激励下渡槽结构在磁流变阻尼器控制下的地震响应规律。计算结果表明,采用磁流变阻尼器可以有效地抑制渡槽结构在地震激励下的响应,研究结果对大型渡槽结构的抗震设计具有一定的参考价值,为半主动控制用于渡槽结构的抗震设计提供了理论依据。

磁流变阻尼器控制系统的性能很大程度取决于阻尼器的数学模型，由于磁流变液在高速剪切速率下容易发生剪切稀化，因此，本文在原有S型滞环模型的基础上，引入了行为指数”从而改进了S型滞环模型。根据试验数据，并运用遗传算法和传统优化算法相结合求取全局最优解的方法，求解出了模型中的参数值。结果表明：改进后的S型滞环模型能够很好拟合高速区的速度-阻尼力试验特性曲线。