基于新型材料的吸振器设计及电流控制方法*

宋伟志， 姚永玉， 赵海军,2， 赵红霞， 岳遂录， 陈智勇

(1.洛阳理工学院机械工程学院 洛阳，471023) (2.天津职业技术师范大学汽车与交通学院 天津，300222)

引 言

吸振器发明于1902年，因为性能稳定，设计简单而应用广泛[1]。被动式吸振器对于单频激励减振效果明显，但不适应宽频减振[2]。近些年自适应吸振器[3-7]得到了快速发展。其结构参数(刚度、阻尼、质量等)可调，故兼具结构简单、有效减振频带宽、无需大量能源供应等优点。但现有自适应吸振器多少存在一些缺点。如文献[3]所提吸振器，通过调节液体质量改变吸振器固有频率，实现宽频减振，但响应速度慢，同时在改变液体质量过程中可能引起振动能量发散。文献[6]所提吸振器响应速度快，但添加吸振器引起受控系统新的共振峰。文献[7]利用形状记忆合金可以拓宽减振频带，但响应速度慢。磁流变弹性体(magnetorheological elastomers，简称MRE)不易产生沉降[8]、剪切模量可控且响应速度极快，是理想的吸振器刚度元件。文中以MRE作为刚度元件设计吸振器，减振频带可拓宽，且响应速度快；对变质量减振系统涉及质量控制策略[9-11]进行改进，提出适用于刚度调节的电流控制方法，以消除增加吸振器而引起的受控系统新的共振峰；同时文中还分析了MRE的材料组成及磁流变(magnetorheological,简称MR)效应的机理。

1 MRE磁流变效应及系统仿真分析

在原材料不同配比下，分别给励磁线圈供以0～1 A的电流，对制备的MRE进行移频实验，见图1。结果表明当成分组成为羟基铁粉60%、硅橡胶20%、硅油20%时，MRE的移频特性最为明显，即采用上述质量比例时，制备的MRE磁流变效应最好。……