对于简单的磁流变液夹层结构可以通过理论推导等方法得到结构的固有频率和损耗因子,但是对于大型的复杂磁流变夹层结构难以处理,而实验研究受实验条件影响很大,能够在实验中实现的荷载状态也很有限,因此利用现有大型有限元分析软件进行模拟计算是很有必要的。本文先提出了四边简支条件下磁流变液矩形夹层板结构固有频率与损耗因子的理论计算方法,其次基于ANSYS提出几种模拟磁流变液夹层板动力特性的方法,并与理论解进行对比,从而获得模拟最佳的单元组合模型。

磁流变液在零场时,符合牛顿流体的力学特征,在ANSYS中可用流体单元FLUID142模拟。而处于磁场作用下的磁流变液还呈现出一定的类固体特征,在ANSYS中尚无完全合适的单元进行模拟。本文提出一种在ANSYS中模拟磁流变液在屈服前阶段力学行为的方法,即重合单元法,主要思想是采用重合的两种单元分别模拟磁流变液的流体特性和粘弹性固体特性。以一磁流变液夹层简支梁为研究对象,采用本文提出的分析方法对其进行有限元计算,通过与文献[1]的理论分析及实验研究结果比较,本文方法所得结果与之相近,验证了本文有限元分析方法的有效性。在目前尚无完全合适单元模拟磁流变液的情况下,这种方法为带有磁流变液夹层(或磁流变阻尼器)的结构有限元分析提供了可行的途径,对以后开发相关的ANSYS单元,也有一定的借鉴作用。