一种磁流变阻尼器动态阻尼力模型.pdfVIP

振 动 与 冲 击 第29卷第7期 JOURNALOFVIBRATIONAND SHOCK 一 种磁流变阻尼器动态阻尼力模型 邢海军，杨绍普，郭树起，申永军 (石家庄铁道大学，石家庄 050043) 摘 要 ：磁流变阻尼器用于汽车悬架，可以实现理想的半主动控制，控制算法要求准确刻画阻尼力，针对有关学者 提出的磁流变阻尼器的Bingham粘塑性模型、双粘性塑性模型及双粘性滞后模型，建立了基于反正切函数的磁流变阻尼 器动态阻尼力模型，该模型是前三种模型的推广，其参数具有明显的物理意义，且其动态阻尼力为光滑函数 ，与实验象一 至，最后对新模型进行了实验验证。 关键词：磁流变阻尼器；滞后；双粘性；动态阻尼力；Bingham模型 中图分类号：TH122；0241 文献标识码：A 磁流变阻尼器 (MRFD)是一种理想的可控阻尼装 双粘性滞后模型，阻尼特性如图4，该模型用6段分段 置，该装置利用磁流变液 (MRF)的可控特性实现阻尼 函数，反映了MRFD的屈服前区的粘弹性特征及屈服 力调节，配合各种控制策略，能明显降低振动指标，因 后区的粘塑性特征，模型较为复杂。前几种模型还有 而在结构抗震、车辆悬挂系统、海洋平台减振、桥梁斜 一 个共同缺陷，阻尼力皆为分段函数。Bouc—Wen及 拉索抗风振等各领域展现出了良好 的应用前景 。 其修正模型 的阻尼力 一速度特性曲线光滑，刻画了 MRFD的动态阻尼特性是国内外学者的研究重点，由 阻尼器的屈服前区粘弹性及屈服后区粘塑性特征，与 于MRF的复杂性，目前还没有一个统一的MRFD动态 实验结果吻合较好 ，但模型过于复杂，且描述的阻尼力 阻尼力的模型 j，多数学者都是在实验基础上研究 表达式需要微分方程表示，给数值计算带来不便。文 MRFD的动态特性，提出了多种阻尼力模型 ，文献 献 [12]利用双曲函数构造的修正双粘性模型见式 (1) [2]对国内外学者建立的模型进行了系统的回顾。概 及 图5，式 (1)中 为动态屈服力，A为后屈服阻尼系 括起来，常用MRFD动态阻尼力学模型分为 4类，即： 数，A则与前屈服阻尼系数有关， 和 表示滞后临界 Bingham粘塑性及修正模型、双粘性塑性模型、双粘性 速度与滞后临界位移的绝对值，该模型刻画了MRFD 滞后及修正模型、Bouc．Wen及修正模型。Bingham粘 前屈服特性、后屈服特性及屈服前区的滞后特性且阻 塑性模型应用非常广泛，阻尼特性见图 1，该模型简单 尼力一速度特性曲线光滑，是Bingham粘塑性模型、双 且易于分析，主要描述了MRFD的后屈服特性，忽略了 粘性塑性模型及双粘性滞后模型的推广，该模型包含4 前屈服特性及滞后特性；文献[11]提出的修正Bingham 个参数，即 。、：、A，及滞后相位 ， 、 、 只有一个 模型，阻尼特性见图2，该模型考虑了滞后特性，仍未考 是独立的。 虑阻尼器的前屈服特征；双粘性塑性模型阻尼特性见 r ， T， 、1 ， T， 、 F．z：AltanhIA3I＼+A II+A2 + l(1) 图3，该模型用三段分段函数描述了