摘要:磁流变阻尼器的全地形车智能悬架可以使车辆面对不同行驶工况下提供更好的减振效果,为了解决在传感器存在噪声或异常等情况下车辆行驶工况辨识困难的问题,文中提出了一种基于D-S(Dempster-Shafer)证据理论的多传感器信息特征值的融合技术提高行驶工况辨识的准确性。通过改进的距离评估方法对全地形车行驶工况的传感器敏感特征值进行了提取和筛选,采用区间估计将传感器的噪声和异常值当做不确定性信息。利用D-S合成对特征层的辨识结果进行决策层融合,基于可行区间的决策规则完成对车辆行驶工况的辨识。最后使用Carsim整车仿真试验平台,验证了基于D-S证据理论的决策层融合方法的有效性。

摘要:磁流变阻尼器作为车辆智能悬架系统的核心元件,其逆模型的精度是影响车辆悬架减振控制性能的主要因素。文中针对全地形车悬架系统中磁流变阻尼器的滞回非线性导致建模精度低的问题,提出了采用基于改进的Gath-Geva聚类的模糊T-S建模方法。通过MTS试验机对磁流变阻尼器在不同工作频率、幅值和激励电流下的输出力进行测试和分析。基于试验测试结果和T-S模糊推理方法,建立了阻尼器的逆向模型。采用改进Gath-Geva聚类方法对建立的T-S模糊模型参数进行辨识,获得了激励位移、速度、阻尼力和控制电流之间的关系,提高建模精度和参数辨识速度。最后,通过试验对所提出的模糊非线性建模方法进行验证。结果表明,文中方法对阻尼器的控制电流具有较高的预测精度,电流预测值与实验值的均方根误差仅为0.008 8 A。

摘要:针对近海风机在风、波浪和地震3种载荷作用下的振动控制问题,提出了基于磁流变弹性体(magnetorheological elastomer, MRE)调谐质量阻尼器(tuned mass damper,TMD)的海上风机半主动控制方法。首先,介绍了MRE的变刚度磁致力学特性及面向海上减振需求的MRE-TMD结构设计原理;其次,建立了海上风机-TMD动力学模型,计算了风、波浪及地震激励载荷;再次,应用半主动控制算法跟踪识别风机塔筒顶端响应的频率,实时调节MRE-TMD的刚度,进而对海上风机进行振动控制。通过分析导管架式近海风机在多种载荷作用下的动力响应可知,采用基于MRE-TMD的控制方法能够有效衰减导管架式海上风机在多种载荷作用下的振动响应。与被动TMD 相比,MRE-TMD具有较好的减振效果,为海上风机振动控制提供了一种新的解决思路。

摘要:针对直升机座椅悬架缓冲控制问题,文章建立了结合磁流变耗能器的单自由度磁流变座椅悬架缓冲系统动力学模型。为了保证耗能器在充分耗散冲击能量的同时避免传递到人体的冲击力峰值超出人体的伤害限,以"软着陆"为控制目标,以磁流变耗能器活塞运动速度及位移作为模糊控制器的输入、阻尼器阻尼力作为控制输出设计模糊控制器的结构和控制规则,实现输出力位移曲线的"平台效应"。最后分别在6~12 m/s冲击作用速度下,通过数值仿真验证了所设计的模糊控制器的有效性,即传递到人体的冲击载荷低于人体的伤害限的同时耗能器耗能最大。与现有的线性恒定总力控制器、恒定屈服控制策略进行缓冲效果对比,结果表明:模糊控制器在实现"平台效应"、"软着陆"控制目标的同时能有效避免二次反弹。

摘要:为分析内部颗粒链与外加磁场间取向夹角对磁流变弹性体(MRE)磁致剪切模量的影响,将磁化颗粒视为磁偶极子,仅考虑同一链内磁化颗粒间相互作用,推导了MRE磁致模量的微观模型,在微观层面研究了取向角度对磁致模量的影响。制备了具有不同颗粒链取向角度的MRE试样并进行测试,结果表明微观模型预测趋势与测试结果一致。对该模型进行简化并识别其参数,得到基于参数的磁致模量模型,可预测磁致模量的实际值。

摘要:为描述粘弹性材料特慢力学行为,该文给出了局部结构导数本构模型。该模型以ln^α(1+t/τ₀)为结构函数,物理意义清楚,能够准确描述粘弹性材料特慢力学行为的对数律依赖现象。传统整数阶和分形导数本构模型均不能描述粘弹性材料的特慢力学行为。目前,常用于粘弹性材料特慢力学行为的模型是Lomnitz模型,但该模型是一个经验本构,物理意义不清楚。为比较这4类模型在描述特慢力学行为上的差异,文章以混凝土的特慢蠕变过程为例,结合不同实验条件下的蠕变实验数据,验证了局部结构导数模型在刻画特慢蠕变行为的可行性和有效性。此外,文章也给出了特慢蠕变的局部结构导数Kelvin本构模型,并与上述的局部结构导数Maxwell本构模型进行了对比分析,给出了不同模型的适用范围。

摘要:实时原位监测可以感知阻尼器件内部磁流变液沉降状态,以主动分散提升器件可用性。通过研究磁流变液浓度梯度与沉降体介电常数的关系,构建了开放电容式磁流变液沉降状态原位监测方法与系统。开展了电容中心柱极高度对磁流变液准静态沉降过程电场分布影响的仿真分析,并通过沉降监测试验表明:系统能够有效地监测磁流变液静置沉降状态;随着沉降体浓度增大,其介电常数相应增大,开放极板电容器电容值增大;随着沉降进程的发展,沉降速率逐渐降低。

摘要:中国是世界上盲人人数最多的国家,长期以来缺少一款可以供盲人自主学习的面阵电子阅读器。电流变液微阀门控制的盲文凸点显示矩阵具有能耗少、易于控制等优势,为盲文面阵电子阅读器提供了可能。电流变液微阀门作为盲文显示器的重要组成部分,正确显示盲文取决于ER阀门工作的稳定性,不同的阀门参数对应着不同的工作点,影响阀门的稳定性;盲文凸点的刷新速率,取决于同一给定压力下各个阀门的输出流量,不同的阀门间隙对应着不同的阀门阻力,影响着盲文凸点的刷新速率。文中在建立ER阀门数学模型的基础上分析了电流变微阀门结构参数对阀门稳定性及传输流量的影响规律,为此类应用的微阀门设计提供技术支撑。

摘要:粘结剂作为锂电池电极制造的重要材料,它的用量虽少,却是极板力学性能的主要承担者。现有的复合电极力学行为模型多将粘结剂层假设为线弹性材料,这很难描述粘结剂层的复杂力学行为,因此为了深入理解极板纳米级颗粒与粘合剂在充放电过程的力学行为,根据已有的实验数据拟合得到拟合精度较高的粘弹性本构模型,采用与锂离子扩散方程形式相似的传热方程求解工具模拟活性硅颗粒在充电放电过程的应力变化,研究结果表明硅颗粒锂化时主要的塑性变形发生在第一个充电放电循环过程中,粘结层的最大应力变化类似纳米颗粒间的应力变化,随着粘结剂厚度的增加,粘结层界面的最大应力会逐渐降低;还有,相近应变下粘弹性性本构模型对于粘结剂PVDF流变行为描述好于线弹性和NeoHookean超弹性模型。

摘要:针对环氧沥青固化过程中的流变学特性,采用粘度为表征参数,重点研究固化温度、剪切速率以及稀释比对其固化速度的影响。结果表明,温度越高,环氧沥青的固化速度越快;过快的剪切速率会干扰并破坏固化结构的形成;采用基质沥青对环氧沥青进行稀释可以有效控制固化速度并降低材料成本。综合考虑施工和易性等因素,推荐稀释比(环氧沥青:基质沥青)为25∶75,材料拌合速度为20 r/min,材料在拌合、运输及压实过程中温度应保持在130 ℃,道路施工需在5 h内结束。

摘要:为保障海底稠油集输管线的安全停输与顺利启动,以旅大稠油为研究对象,利用Anton Paar Rheolab QC流变仪分析稠油及其乳状液流变特征与再启动力学响应特性,通过SPSS软件,对正交启动实验数据进行非线性回归分析,建立四参量七系数的启动应力模型;自主研制了室内环道再启动实验装置,分析停运管线在不同工况下启动压力的变化规律,将基于启动应力模型的再启动压力预测值与实测值相比较,评估其预测可靠性。结果表明,稠油乳状液初始启动应力随时间的变化可分为3阶段,即启动应力上升阶段、衰减阶段、平衡阶段;再启动压力预测值与实测值平均相对误差绝对值为16.38%,再启动压力随温度升高而降低,随启动流量升高而升高,适当升高启动流量能减少管线启动时间,但将伴随着再启动压力的升高。

摘要:膏体流变学的研究是矿业浆体流变学的热点和难点。膏体技术包括脱水、搅拌、输送、堆存(充填)4个阶段,均涉及到非牛顿流体流变特性。在脱水阶段,全尾砂的压缩屈服应力影响了尾砂浆的脱水浓度,浓度是剪切屈服应力的宏观表现,继而影响了混合搅拌和管道输送过程中浆体的剪切屈服应力。所以,压缩屈服应力和剪切屈服应力之间的关系成为了膏体充填技术领域中的关键问题。在压滤理论指导下,开展相关实验,提出了全浓度范围内床层脱水阻力和浆体输送性能表征方法,以表征全尾砂浆的可浓密性能。对全尾砂高压力作用下的可浓密性能进行测试,得到高压力下全尾砂浆体的压缩屈服应力;使用控制剪切速率法(CSR)操作桨式流变仪检测剪切屈服应力;继而得到两者之间的关系为:浆体屈服应力为剪切应力,压缩屈服应力为压缩应力;浆体的压缩屈服应力、剪切屈服应力与浓度指数均呈指数关系。并且压缩屈服应力远大于剪切屈服应力,因此剪切作用更易破坏絮团,是脱水的主要外部动力,从而解释了搅拌脱水的力学机理。