磁流變黏彈性材料與結構智能控制

目錄
第1章 緒論 1
1.1 智能材料與智能結構 1
1.2 磁流變材料及其特性 2
1.2.1 磁流變液 2
1.2.2 磁流變膠 4
1.2.3 磁流變塑性體 5
1.2.4 磁流變彈性體 7
1.2.5 其他磁流變材料 13
1.3 智能結構的控制 14
1.3.1 主動控制 15
1.3.2 半主動控制 16
1.3.3 依賴于模型的控制算法 17
1.3.4 不依賴于模型的控制算法 21
1.4 磁流變黏彈性材料的應用 23
1.4.1 磁流變液的應用 24
1.4.2 磁流變膠的應用 24
1.4.3 磁流變彈性體的應用 25
參考文獻 28
第2章 磁流變彈性體 41
2.1 磁流變彈性體的主要組分及制備方法 41
2.1.1 磁性顆粒 41
2.1.2 高分子基體 43
2.1.3 添加劑和補強劑 43
2.1.4 磁流變彈性體的制備工藝 44
2.2 磁流變彈性體的力學特性及微觀結構表征 45
2.2.1 靜態(tài)力學特性參數(shù) 46
2.2.2 動態(tài)力學特性參數(shù) 47
2.2.3 微觀結構表征 49
2.3 基于不同聚合物基體的磁流變彈性體 51
2.3.1 硅橡膠基磁流變彈性體 51
2.3.2 聚氨酯基磁流變彈性體 54
2.4 基于不同磁性顆粒的磁流變彈性體 57
2.4.1 磁性顆粒對磁流變彈性體性能的影響 57
2.4.2 鐵納米片包覆羰基鐵粉對磁流變彈性體性能的影響 65
2.4.3 硬磁顆粒對磁流變彈性體性能的影響 70
2.5 界面對磁流變彈性體性能的影響 81
2.5.1 多孔磁流變彈性體的制備與表征 81
2.5.2 聚苯胺包覆羰基鐵粉增強磁流變彈性體的制備和表征 91
2.6 添加劑對磁流變彈性體力學性能的影響 102
2.6.1 增塑劑對磁流變彈性體力學性能的影響 102
2.6.2 補強劑對磁流變彈性體力學性能的影響 104
2.7 應用環(huán)境對磁流變彈性體性能的影響 106
2.7.1 溫度對磁流變彈性體性能的影響 106
2.7.2 輻射對磁流變彈性體性能的影響 110
2.8 磁流變彈性體的靜態(tài)黏彈行為 114
2.8.1 磁流變彈性體的蠕變回復特性 114
2.8.2 磁流變彈性體的應力松弛特性 125
2.9 磁流變彈性體的磁致機理研究 132
2.9.1 磁流變彈性體的微觀磁致機理 133
2.9.2 磁流變彈性體的宏觀磁致機理 140
參考文獻 146
第3章 磁流變膠 152
3.1 磁流變膠的主要組分及制備方法 152
3.1.1 磁性粒子 152
3.1.2 基體 153
3.1.3 添加劑 153
3.1.4 聚氨酯基磁流變膠的制備工藝 155
3.2 磁流變膠的主要特性及表征方法 157
3.2.1 拉曼光譜及基本組分分析 157
3.2.2 磁化性能 157
3.2.3 微觀結構 158
3.3 磁流變膠的動態(tài)力學特性研究 159
3.3.1 磁流變膠的儲能模量和磁流變效應 159
3.3.2 磁流變膠的阻尼特性研究 160
3.3.3 磁流變膠中磁性顆粒的運動分析 167
3.4 二態(tài)磁流變膠流變性能的研究 169
3.4.1 摻雜鍍鎳碳納米管對磁流變膠流變性能的影響 170
3.4.2 摻雜樹枝狀羰基鐵粉對磁流變膠流變性能的影響 176
3.4.3 摻雜樹枝狀鈷顆粒對磁流變膠流變性能的影響 184
3.5 高黏度的磁流變膠——磁流變塑性體 191
3.5.1 聚二甲基硅氧烷基磁流變塑性體 192
3.5.2 聚己內(nèi)酯/熱塑性聚氨酯混合基磁流變塑性體 194
參考文獻 203
第4章 基于磁流變彈性體材料的執(zhí)行器件 207
4.1 磁流變彈性體隔振器 207
4.1.1 磁流變彈性體隔振器概述 207
4.1.2 磁流變彈性體隔振器結構設計與優(yōu)化 213
4.1.3 磁流變彈性體隔振器動力學特性分析 224
4.1.4 磁流變彈性體隔振器動力學建模 233
4.1.5 MRE隔振器響應時間特性 256
4.2 磁流變彈性體吸振器 266
4.2.1 磁流變彈性體吸振器工作原理和分類 267
4.2.2 吸振系統(tǒng)模型參數(shù)變化對吸振特性的影響 270
4.2.3 磁流變彈性體吸振器的結構設計 273
4.2.4 磁流變彈性體吸振器的傳遞率特性測試與分析 277
4.2.5 磁流變彈性體吸振器的模型辨識 279
參考文獻 281
第5章 基于磁流變彈性體智能結構的控制及工程應用 286
5.1 面向精密加工平臺的磁流變彈性體隔振系統(tǒng)模糊控制 286
5.1.1 磁流變彈性體隔振系統(tǒng)動力學建模 289
5.1.2 磁流變彈性體隔振系統(tǒng)半主動控制條件 293
5.1.3 模糊控制理論 294
5.1.4 正弦振動下系統(tǒng)模糊控制器設計與實驗驗證 302
5.1.5 時變振動下基于模型參考的自適應模糊控制 311
5.1.6 時變振動下基于優(yōu)化方法的自適應模糊控制 321
5.1.7 多頻線譜振動下的分頻模糊控制 327
5.1.8 精密加工隔振平臺控制系統(tǒng)時滯分析及補償 332
5.2 面向建筑結構應用的磁流變彈性體隔振最優(yōu)控制 344
5.2.1 基于磁流變彈性體隔振支座的建筑結構系統(tǒng)組成 346
5.2.2 智能隔振系統(tǒng)動力學建模 347
5.2.3 LQR控制策略設計 351
5.2.4 基于神經(jīng)網(wǎng)絡方法的隔振器逆向建模 353
5.2.5 控制系統(tǒng)仿真及結果分析 356
5.2.6 控制系統(tǒng)實驗及結果分析 359
參考文獻 361