【摘 要】
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磁流变阻尼器振动控制可以有效降低地震对结构的影响,简明而精确的恢复力模型是影响振动控制的关键因素,本文采用分子动力学软件LAMMPS建立了二维磁流变液模型并研究了影响磁流变液剪切屈服强度的主要因素;基于分子动力学理论和实验拟合参数的手段提出了一种基于分子动力学的磁流变阻尼器非线性滞回恢复力模型;基于模糊理论和PID控制的原理提出了模糊理论优化PID控制算法;使用Simulink工具箱对三层磁流变阻
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磁流变阻尼器振动控制可以有效降低地震对结构的影响,简明而精确的恢复力模型是影响振动控制的关键因素,本文采用分子动力学软件LAMMPS建立了二维磁流变液模型并研究了影响磁流变液剪切屈服强度的主要因素;基于分子动力学理论和实验拟合参数的手段提出了一种基于分子动力学的磁流变阻尼器非线性滞回恢复力模型;基于模糊理论和PID控制的原理提出了模糊理论优化PID控制算法;使用Simulink工具箱对三层磁流变阻尼结构进行了振动控制的应用研究。本文主要研究成果如下:（1）使用分子动力学LAMMPS软件建立了二维磁流变液微观剪切模型,分析了磁性颗粒间的相互作用,设置了模型的力场和边界条件,对磁流变液的剪切过程进行了二维状态下的微观数值模拟;（2）采用分子动力学LAMMPS软件,提出了一种基于分子动力学的非线性滞回恢复力模型,采用自行研发的磁流变阻尼器进行实验,对模型参数进行了非线性拟合,该模型与试验恢复力数据吻合良好,具有一定的应用价值;（3）提出了非线性滞回模糊优化PID控制算法:确定了PID控制算法流程并进行了KP,K D参数整定,结合模糊算法的优点对控制参数进行了实时的反馈与调整,确定了模糊优化PID控制的隶属度函数;（4）分析了磁场强度、颗粒百分率、颗粒半径、温度因素对磁流变液剪切屈服强度的影响,颗粒体积百分率增加时,剪切屈服强度随之线性增大,低磁场强度时剪切屈服强度增长较快,而较高磁场强度时剪切屈服强度增速放缓;一定范围内颗粒半径越大,粒径分布越集中,剪切屈服强度越大;模拟温度的增加,剪切屈服强度先保持稳定,后下降逐渐明显;（5）在三种地震波的作用下,对三层磁流变阻尼结构进行Simulink振动控制仿真分析,采用本文提出的非线性滞回模糊优化PID控制算法的结构顶层位移峰值和加速度峰值的平均控制率分别为47.39%和34.61%,比传统的Bingham模糊优化PID控制算法的控制效果有明显的提升。
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