[发明专利]基于防泄漏磁流变阻尼器的正交异性钢桥面板减振方法

权利要求书

1.基于防泄漏磁流变阻尼器的正交异性钢桥面板减振方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：分析正交异性钢桥面板的受力特点，确定桥面变形最大处，以此作为防泄漏磁流变阻尼器的安装位置；

S2：建立防泄漏磁流变阻尼器力学模型；

其中：所述防泄漏磁流变阻尼器的活塞截面周长为b，活塞部分的有效长度为l，活塞的有效面积为A_p，u为活塞的相对位移，v₀为活塞速率，h为阻尼器间隙宽度，τ_y为磁流变材料的剪切屈服强度，η为磁流变材料的动力粘度，Q₀为不考虑粘弹性材料翘曲变形时通过间隙的磁流变液流量，n为粘弹性材料块数，d为粘弹性材料厚度，A_s为粘弹性材料等效平面面积，G₁、G₂为粘弹性材料的储能模量和耗损模量，η₂为粘弹性材料的损耗因子，t为时间，ω为激励频率；

首先建立常规磁流变阻尼器力学模型：

由于所述防泄漏磁流变阻尼器腔内的流体压力会引起粘弹性材料的翘曲变形，从而影响磁流变液的间隙流量，进而影响间隙压力梯度。为了考虑粘弹性材料变形对间隙压力梯度的影响，引入压力梯度修正系数α(t)得到磁流变液所产生的阻尼力：

F_ΔV＝α(t)F_sv；

粘弹性材料本身是耗能阻尼材料，它作为密封器材使用后会改变装置的阻尼和刚度，其阻尼力计算公式如下：

根据标准线性固体模型，其模量与损耗因子的表达式如下:

其中q₀、q₁、p₁为与粘弹性材料性质相关的系数；

综合粘弹性材料阻尼力计算模型与普通磁流变阻尼器力学模型，建立所述防泄漏磁流变阻尼器力学模型：

F＝α(t)F_sv+F_v

根据性能试验，压力梯度修正系数也随电流的变化而变化，根据各个电流下的计算结果，简谐荷载下的修正系数拟合形式如下：

α(I,t)＝m(I)-n(I)|cos(ωt)|

其中m(I)、n(I)为与电流相关的参数；

得到修正系数中两个电流参数之后，即可得到设计的阻尼器的完整力学模型：

F＝[m(I)-n(I)|cos(ωt)|]F_sv+F_v；

S3：求解防所述泄漏磁流变阻尼器与正交异性钢桥面板结构的耦合运动方程，建立正交异性钢桥面板振动响应与阻尼力之间的关系；

S4：编写模糊PID控制算法，将位移传感器得到的物理空间信号转化为模态坐标信号，通过dSPACE实时仿真系统输出控制信号，控制电流源输出电流作用于所述防泄漏磁流变阻尼器，使所述防泄漏磁流变阻尼器出力抵抗外界荷载，从而起到减振的作用。

2.根据权利要求1所述的基于防泄漏磁流变阻尼器的正交异性钢桥面板减振方法，其特征在于，所述防泄漏磁流变阻尼器包括：活塞杆和缸筒，所述活塞杆和所述缸筒之间填充粘弹性材料，并通过微波硫化技术将所述活塞杆和所述缸筒固定在一起。

3.根据权利要求1所述的基于防泄漏磁流变阻尼器的正交异性钢桥面板减振方法，其特征在于，通过求解所述防泄漏磁流变阻尼器与所述正交异性钢桥面板的耦合运动方程，建立所述正交异性钢桥面板的振动响应与阻尼力之间的关系。