【摘要】：電流變彈性體(Electrorheological elastomers,簡稱ERE)具有在電場強度下實時、可逆、迅速調節(jié)的特性,作為可變剛度的智能材料在結構振動控制的領域具有廣闊的應用前景。結構振動控制中,傳統(tǒng)粘彈性阻尼器的剛度無法根據外部環(huán)境因素等條件改變而改變。因此,為使傳統(tǒng)的粘彈性阻尼器具有智能性,本文將ERE替代傳統(tǒng)的橡膠材料用以制作可由電場調節(jié)的變剛度粘彈性阻尼器,并對電流變彈性體變剛度粘彈性阻尼器的性能及基于力位移滯回曲線建立的恢復力模型進行研究。(1)合成TiO_2/尿素核殼納米顆粒并制備基于該顆粒的電流變彈性體,測試電流變彈性體在不同剪切頻率、剪切應變幅值及電場強度下的動態(tài)粘彈性。測試結果表明,所制備的電流變彈性體在不同工況下均擁有良好地粘彈性,其剪切儲能模量等動態(tài)粘彈性參數可由電場實時調控。(2)基于對電流變彈性體動態(tài)粘彈性性能的測試結果,建立電流變彈性體材料的修正Bouc-Wen本構模型,且利用Matlab軟件仿真模擬進行模型參數識別,并分析本構模型各個參數與電場強度的相關性。研究結果表明,修正Bouc-Wen本構模型可以精確地描述電流變彈性體在各個工況下的力學性能。(3)將電流變彈性體作為變剛度粘彈性阻尼器的核心耗能元件,并結合傳統(tǒng)型粘彈性阻尼器構造,設計出一款基于電流變彈性體的變剛度粘彈性阻尼器。對其進行正弦剪切試驗,測試其在不同電場強度、剪切頻率及剪切位移幅值的滯回曲線,并分析其等效剛度、等效阻尼、耗能性能等。試驗結果表明該阻尼器具有剛度可調性及良好的耗能性能。(4)結合電流變彈性體材料的本構模型與變剛度粘彈性阻尼器的滯回曲線的應變硬化現象,建立變剛度粘彈性阻尼器的恢復力模型。對比結果表明,所建立的阻尼器恢復力模型具有較高的精確度,并分析了模型各個參數與電場強度及剪切頻率的關系公式。
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TU352.1

【參考文獻】

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本文編號：2660343