本文關(guān)鍵詞：基于形狀記憶合金的車身梁結(jié)構(gòu)振動(dòng)半主動(dòng)控制研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著汽車消費(fèi)者對(duì)車輛安全性的要求和社會(huì)對(duì)于環(huán)保節(jié)能的呼聲越來越高,汽車制造商不得不因此而尋找更輕薄的造車原料,輕量化成為汽車行業(yè)發(fā)展的重要課題。追求輕量化就可能降低車身剛度,容易被外界激勵(lì)產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲,影響汽車的駕駛性、安全性和乘坐舒適性等。形狀記憶合金功率密度大,發(fā)生形狀記憶效應(yīng)時(shí)能夠產(chǎn)生很大的回復(fù)力,為滿足車身輕量化的同時(shí)提高結(jié)構(gòu)剛度,進(jìn)行車身振動(dòng)控制提供新的思路。本文利用形狀記憶合金材料對(duì)簡(jiǎn)化車身梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行振動(dòng)半主動(dòng)控制研究,借鑒變剛度控制理論,從理論、仿真和實(shí)驗(yàn)三個(gè)方面進(jìn)行車身梁結(jié)構(gòu)的振動(dòng)控制研究,主要工作內(nèi)容如下:(1)對(duì)形狀記憶合金絲進(jìn)行力學(xué)性能實(shí)驗(yàn),通過差示掃描試驗(yàn),得到相變溫度;在此基礎(chǔ)上對(duì)形狀記憶合金絲進(jìn)行一系列的拉伸實(shí)驗(yàn),測(cè)試內(nèi)容主要包括形狀記憶合金的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系、應(yīng)變幅值和不同預(yù)應(yīng)變情況下的回復(fù)應(yīng)力等,得到數(shù)值模擬、仿真分析和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)所需的相關(guān)參數(shù)。(2)對(duì)Ni Ti合金的幾種宏觀唯象本構(gòu)模型進(jìn)行總結(jié)分析,在Liang-Rogers一維本構(gòu)模型的基礎(chǔ)上,根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,采用MATLAB軟件編寫程序?qū)π螤钣洃浶?yīng)的回復(fù)力變化進(jìn)行模擬,并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相比較。(3)通過理論分析得到形狀記憶合金絲產(chǎn)生的回復(fù)力與結(jié)構(gòu)頻率的變化關(guān)系,并利用MATLAB軟件進(jìn)行數(shù)值模擬,研究形狀記憶合金絲到梁中性軸的距離對(duì)結(jié)構(gòu)頻率的影響。(4)利用有限元分析軟件ANSYS,采用“負(fù)熱應(yīng)變法”對(duì)梁-SMA智能結(jié)構(gòu)的振動(dòng)特性進(jìn)行仿真分析,通過改變形狀記憶合金絲的溫度、預(yù)應(yīng)變、體積含量和布置方式等參數(shù)變量,分析不同參數(shù)下結(jié)構(gòu)固有頻率的變化情況。(5)搭建了智能梁結(jié)構(gòu)的振動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)臺(tái),在LABVIEW軟件中編寫開關(guān)控制策略,驗(yàn)證了控制算法用于簡(jiǎn)化車身梁結(jié)構(gòu)振動(dòng)半主動(dòng)控制的有效性,并研究了不同控制電流對(duì)抑振效果的影響。本文的研究結(jié)果表明,形狀記憶合金能夠?qū)?jiǎn)化車身梁結(jié)構(gòu)振動(dòng)進(jìn)行變剛度半主動(dòng)控制,實(shí)現(xiàn)抑振的目的。
【關(guān)鍵詞】：智能結(jié)構(gòu) 形狀記憶合金 振動(dòng)控制 半主動(dòng)控制 仿真分析 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U463.83;TG139.6
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 緒論11-21
• 1.1 引言11-12
• 1.2 形狀記憶合金的研究及其在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用12-15
• 1.2.1 國(guó)內(nèi)外形狀記憶合金的研究動(dòng)向12
• 1.2.2 形狀記憶合金的發(fā)展12-13
• 1.2.3 形狀記憶合金在汽車領(lǐng)域的應(yīng)用13-15
• 1.3 形狀記憶合金的基本特性15-17
• 1.3.1 形狀記憶效應(yīng)15
• 1.3.2 超彈性效應(yīng)15-16
• 1.3.3 高阻尼特性16
• 1.3.4 電阻特性16-17
• 1.4 形狀記憶合金在結(jié)構(gòu)振動(dòng)半主動(dòng)控制中的研究現(xiàn)狀17-19
• 1.5 本文的研究?jī)?nèi)容19-21
• 第2章 形狀記憶合金材料力學(xué)行為實(shí)驗(yàn)與本構(gòu)研究21-39
• 2.1 引言21
• 2.2 NiTi形狀記憶合金材料的相變溫度測(cè)試21-23
• 2.3 NiTi形狀記憶合金絲的力學(xué)性能試驗(yàn)23-27
• 2.3.1 試驗(yàn)概況23
• 2.3.2 SMA的應(yīng)力-應(yīng)變曲線23-26
• 2.3.3 SMA的應(yīng)變幅值26
• 2.3.4 SMA的回復(fù)應(yīng)力測(cè)試26-27
• 2.4 NiTi合金絲相變的本構(gòu)關(guān)系27-38
• 2.4.1 Tanaka模型28-30
• 2.4.2 Liang-Rogers模型30-31
• 2.4.3 Brinson模型31-34
• 2.4.4 基于Liang-Rogers模型的SMA形狀記憶效應(yīng)模擬34-38
• 2.5 本章小結(jié)38-39
• 第3章 SMA回復(fù)力與梁振動(dòng)特性關(guān)系的基本理論分析39-47
• 3.1 有限元?jiǎng)恿δＰ?/span>39-42
• 3.1.1 系統(tǒng)剛度矩陣K39-40
• 3.1.2 系統(tǒng)質(zhì)量矩陣M40-41
• 3.1.3 系統(tǒng)固有頻率41-42
• 3.2 系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型42-43
• 3.2.1 梁壓力與頻率的關(guān)系42
• 3.2.2 SMA絲拉力與頻率的關(guān)系42-43
• 3.3 數(shù)值分析與結(jié)果43-45
• 3.4 本章小結(jié)45-47
• 第4章 形狀記憶合金對(duì)車身梁結(jié)構(gòu)振動(dòng)半主動(dòng)控制研究47-63
• 4.1 引言47
• 4.2 基于形狀記憶合金變剛度半主動(dòng)控制47-51
• 4.2.1 變剛度振動(dòng)控制原理48-50
• 4.2.2 開關(guān)控制算法50-51
• 4.3 SMA絲對(duì)車身梁結(jié)構(gòu)振動(dòng)特性影響的仿真分析51-55
• 4.3.1 仿真模擬相關(guān)參數(shù)準(zhǔn)備52-53
• 4.3.2 建模仿真分析53-55
• 4.4 計(jì)算結(jié)果及分析55-61
• 4.4.1 SMA絲溫度對(duì)結(jié)構(gòu)振動(dòng)特性的影響56-57
• 4.4.2 SMA絲預(yù)應(yīng)變對(duì)結(jié)構(gòu)振動(dòng)特性的影響57-58
• 4.4.3 SMA絲的含量和布置方式對(duì)結(jié)構(gòu)振動(dòng)特性的影響58-61
• 4.5 本章小結(jié)61-63
• 第5章 基于LABVIEW測(cè)試平臺(tái)的振動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)63-73
• 5.1 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)63-68
• 5.1.1 實(shí)驗(yàn)測(cè)試原理介紹63-64
• 5.1.2 實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ徒Y(jié)構(gòu)64-65
• 5.1.3 振動(dòng)測(cè)試平臺(tái)65-66
• 5.1.4 基于LABVIEW的振動(dòng)測(cè)控系統(tǒng)66-68
• 5.2 SMA用于兩端固支梁結(jié)構(gòu)振動(dòng)半主動(dòng)控制的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證68-72
• 5.2.1 控制算法的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證及結(jié)果分析69-70
• 5.2.2 不同控制電流的實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析70-72
• 5.3 本章小結(jié)72-73
• 第6章 總結(jié)與展望73-75
• 6.1 總結(jié)73-74
• 6.2 展望74-75
• 參考文獻(xiàn)75-79
• 作者簡(jiǎn)介79-80
• 致謝80

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：基于形狀記憶合金的車身梁結(jié)構(gòu)振動(dòng)半主動(dòng)控制研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：337661