智能式动力吸振器的仿真与研制(3)
时间:2018-03-07 16:28 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
1.2.3 动力吸振器的构成元素 构成动力吸振器的基本元素是弹簧、质量和阻尼元素。了解弹簧和阻尼元素对于动力吸振器的设计很重要。（1）弹簧元素，结构控制中经常使用的弹簧元素有卷簧、平行板簧、扭转弹簧、积层橡胶等。卷簧是金属弹簧中应用最多的弹簧，可以承受压缩、拉伸和扭转载荷，多用于机械结构的支撑。板簧有悬臂式、两端固定式以及平行板结构等形式。（2）阻尼元素，阻尼元素有液压阻尼、磁性阻尼、黏弹性材料、摩擦阻尼、电磁黏性阻尼、硅凝胶等。液压阻尼是具有代表性的阻尼元素，很久以前就有应用。但是受温度和时间的影响，阻尼系数会发生变化。考虑外在的变动因素并针对不同的使用环境，磁性阻尼具有稳定的阻尼功能。 1.3 智能材料国内外研究现状 1.3.1智能材料的概念 1985年前后，智能材料的概念为人们所提出。智能材料的构想源自于仿生，目标是要获得具有类似生物材料“活”的材料系统。智能材料对外界刺激或者内部变化有着极强的“嗅觉”，其可以通过材料自身的信息处理和系统的反馈，及时的改变材料自身的数个性能参数，作出恰当的响应，以适应变化后的环境【9】。 1.3.2 智能材料的基本组元 （1） 电流变液 发展历史近50年。在低介电常数的液体中，加入一定尺寸、具有较高介电常数的颗粒，使之成为悬浮液或分散液。在电场作用下，于毫秒级的时间内转变为不可流动的固体，转变是可逆的。电流变液称为智能材料，是由于其具有受控变化的品质，其屈服应力，表观粘度、弹性模量能够按照控制者的意志发生变化。 电流变液迅速、可逆、易于控制以及可调范围宽的特点使其具有广泛的应用前景。目前已经用于智能阻尼结构、运动器材上。关于其的研究远远没有成熟。 （2） 形状记忆合金 把具有某种形状的材料从高于某个临界温度的高温让它快速的冷却，形成低温的状态，在该状态下变形，产生一定的残留应变后对其重新加热，当超过某一温度，形状又回归到原来，此即为形状记忆效应。人们利用材料的形状记忆效应把形状记忆合金或颗粒作为复合材料的增强剂，赋予复合材料智能功能【10】。形状记忆合金已被广泛的用在建筑、航空、军事和医学等领域。 （3）光导纤文与光纤传感原理 光导纤文的内在机理是：光线在内外层界面发生全反射而传播，最外层再加保护层。光纤传感器以光测量技术为基础，采用光作为信息的载体，光纤作为传递信息的媒质，不仅可用于传统的测量领域，测量应力、应变、温度、位移等物理量，也可用于高温、易燃、易爆、强电场及磁场等苛刻环境中，发展迅速。光纤传感器具有结构紧凑、与基体材料的兼容性好、对电磁干扰不敏感、传感精度高、可多路传输及实现分布式测量等特点，前景光明。 （4）压电材料 压电材料在受到应力作用时在其表面会产生电荷分布，相反的，给其上施加外加电压时，会发生形变。传感材料或者是执行材料均可以选取压电材料来做。压电材料可以分为陶瓷压电材料和有机聚合物压电材料。在同样的力作用下，有机聚合物材料产生的电场强度要比陶瓷压电材料大很多，并且其加工性能占优，形变大，可以大面积铺放，其非常适合制备智能材料【11】。 1.3.3 智能材料应用前景及趋势 智能化是现代人类文明的发展趋势。当前，智结构及材料仍处于早期的开发阶段，一些研究成果也投入了工程应用。智能材料的前景非常广阔。预计进入21世纪，智能材料会深刻改变我们的生活，其应用研究会得到更加深入的开展和更广泛的应用。目前国际上的研究重点集中在关键工程结构材料的智能化和生物智能材料两方面。研究内容包括机敏材料、机敏传感器、机敏执行器及控制理论与关键技术，还包括智能结构数学、力学、智能结构设计理论和方法的构筑，智能材料系统与应用【12】。由于智能材料及结构的出现，与其相关科学材料的发展趋势如下： (责任编辑：qin) |