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第一章 绪论1

1.1 磁流变液与电流变液1

1.2 磁流变液智能材料的主要特性2

1.3 磁流变液阻尼器智能材料器件的工作原理3

1.4 磁流变液智能材料器件研究的发展历史和现状5

1.5 结构振动智能控制的工作原理和工程应用发展历史10

主要参考文献13

第二章 磁流变液及其成分设计、合成和性能分析19

2.1 磁流变液的特点简介19

2.2 磁流变液的主要特性19

2.2.1 磁致屈服应力20

2.2.2 零场黏度20

2.2.3 稳定性21

2.2.4 工作温度范围21

2.2.5 耐久性21

2.2.6 侵蚀性22

2.2.7 安全性22

2.3 磁流变液成分设计及其原则22

2.3.1 磁性粒子22

2.3.2 载液24

2.3.3 添加剂25

2.4 磁流变液的合成工艺25

2.5 磁流变液的性能表征26

2.5.1 磁流变液流变特性测试装置和测试方法27

2.5.2 磁流变液磁致屈服应力的测试与分析28

2.5.3 磁流变液零场黏度的测试与分析31

2.5.4 磁流变液沉降稳定性测试与分析31

2.6 磁流变液主要性能的影响因素分析34

2.6.1 屈服应力的影响因素分析34

2.6.2 零场黏度的影响因素分析42

2.6.3 磁流变液沉降稳定性的影响因素分析47

2.7 小结51

主要参考文献52

第三章 磁流变液阻尼器的设计制作、参数识别与磁滞补偿58

3.1 MR阻尼器几种典型的动力模型59

3.1.1 Bingham塑性模型59

3.1.2 粘弹塑性模型59

3.1.3 非线性磁滞biviscous模型60

3.1.4 Bouc-Wen磁滞模型60

3.1.5 修正的Bingham模型61

3.1.6 修正的Dahl模型62

3.2 500kN磁流变液阻尼器的仿真设计63

3.2.1 几何设计63

3.2.2 磁路设计64

3.3 足尺大出力磁流变液阻尼器设计制作的关键技术68

3.3.1 新型蓄能器技术68

3.3.2 磁场防泄漏技术70

3.3.3 长寿命耐久性技术70

3.3.4 引线保护技术72

3.4 500kN足尺MR阻尼器的性能试验73

3.4.1 性能试验安装73

3.4.2 性能试验系统73

3.4.3 性能测试结果74

3.5 MR阻尼器的参数识别76

3.6 MR阻尼器的磁滞效应与补偿78

3.6.1 径向基（RBF）函数神经网络预测补偿磁滞效应78

3.6.2 MR阻尼器磁滞补偿的仿真分析80

主要参考文献83

第四章 大跨度漂浮型铁路桥梁主梁纵向振动的智能控制85

4.1 漂浮型桥梁纵向振动控制的应用现状及工程背景概况85

4.1.1 流体阻尼器对漂浮型桥梁主梁纵向振动控制应用的现状85

4.1.2 武汉天兴洲公铁两用斜拉桥的工程概况86

4.2 列车制动动力作用的模拟88

4.2.1 列车制动荷载的模拟88

4.2.2 列车制动荷载在桥梁上的传递94

4.2.3 列车行走移动荷载的模拟96

4.3 漂浮型铁路桥梁主梁纵向振动反应及特点97

4.3.1 漂浮型铁路桥梁主梁纵向振动反应的运动方程97

4.3.2 漂浮型铁路桥梁主梁纵向地震反应分析98

4.3.3 主梁纵向列车制动响应分析101

4.3.4 漂浮型铁路桥梁主梁纵向振动反应的特点103

4.4 常规流体阻尼器对漂浮型铁路桥梁主梁纵向振动反应的被动控制105

4.4.1 流体阻尼器的设置位置105

4.4.2 流体阻尼器的被动控制方程106

4.4.3 流体阻尼器的尺寸参数106

4.4.4 流体阻尼器对主梁纵向地震反应的控制效果107

4.4.5 流体阻尼器对主梁列车制动作用振动反应的控制效果108

4.4.6 流体阻尼器对漂浮型铁路桥梁主梁纵向振动响应控制的局限性110

4.5 漂浮型铁路桥梁主梁纵向振动的MR阻尼器和流体阻尼器的智能混合控制110

4.5.1 漂浮型铁路桥梁主梁纵向振动的智能混合控制方案110

4.5.2 漂浮型铁路桥梁主梁纵向振动响应智能混合控制的控制方程111

4.5.3 磁流变液阻尼器参数调节的半主动控制策略113

4.5.4 漂浮型铁路桥梁主梁纵向振动反应智能混合控制仿真计算的步骤114

4.5.5 主梁纵向地震响应的智能混合控制的效果115

4.5.6 主梁纵向列车制动响应智能混合控制的效果115

主要参考文献118

第五章 大坝升船机地震鞭梢效应的屋盖智能隔震控制121

5.1 三峡大坝升船机工程概况121

5.2 三峡大坝升船机地震响应的特点123

5.2.1 大坝升船机结构的三维空间有限元模型123

5.2.2 大坝升船机结构等效的二维串联质量多自由度动力模型123

5.2.3 三峡大坝升船机的地震反应分析125

5.3 屋盖MR智能隔震系统对三峡大坝升船机地震鞭梢效应的智能控制126

5.3.1 屋盖MR智能隔震系统的布置方案126

5.3.2 屋盖MR智能隔震控制系统的力学模型与控制方程127

5.3.3 磁流变液阻尼器参数调节的半主动控制策略129

5.3.4 确定MR阻尼器控制电流的逆模式神经网络132

5.3.5 大坝升船机顶部厂房地震鞭梢效应智能控制的仿真结果134

5.4 大坝升船机地震鞭梢效应屋盖智能隔震控制的振动台试验136

5.4.1 试验模型136

5.4.2 结构模型参数的动力测试137

5.4.3 振动智能控制试验138

5.4.4 试验结果140

5.4.5 试验结果与仿真结果的比较142

主要参考文献145

第六章 高耸电视塔结构风振响应的智能控制147

6.1 合肥翡翠电视塔工程概况147

6.2 顺风向脉动风荷载的模拟方法148

6.2.1 脉动风压的功率谱密度函数和脉动风压系数148

6.2.2 脉动风的空间相关性149

6.2.3 脉动风荷载的自功率与互功率谱密度函数150

6.2.4 多维脉动风荷载的数值模拟150

6.3 电视塔结构的动力分析模型及风振响应分析152

6.3.1 三维空间有限元结构模型及结构的动力特性分析153

6.3.2 二维串联质量多自由度结构动力模型及结构的风振响应分析155

6.4 高耸电视塔风致振动响应的智能控制158

6.4.1 磁流变液阻尼器的参数和安装位置158

6.4.2 高耸电视塔风致振动智能控制双模型动力分析法158

6.4.3 MR阻尼器参数调节的半主动控制策略161

6.4.4 高耸电视塔风致振动智能控制的效果162

6.5 小结163

主要参考文献163

第七章 磁流变液阻尼器对带裙房高层建筑地震反应的智能控制165

7.1 磁流变液阻尼器耦联的带裙房高层建筑的地震反应方程166

7.1.1 磁流变液阻尼器的力学模型166

7.1.2 磁流变液阻尼器耦联的剪切型带裙房高层建筑的地震反应方程167

7.2 磁流变液阻尼器参数调节的控制策略169

7.2.1 主动控制的最优主动控制位移169

7.2.2 MR阻尼器参数调节的半主动控制策略170

7.3 计算实例的仿真分析170

7.3.1 计算结构概况170

7.3.2 半主动控制效果的比较171

7.3.3 智能半主动控制与被动控制效果的比较172

7.4 磁流变液阻尼器耦联的带裙房高层建筑地震反应的振动台试验173

7.4.1 试验结构模型173

7.4.2 磁流变液阻尼器动力特性测试174

7.4.3 智能控制的振动台试验系统设计176

7.4.4 结构响应的采集178

7.4.5 智能控制的试验结果178

主要参考文献180

第八章 磁流变液阻尼器对斜拉桥拉索振动响应的智能控制181

8.1 斜拉桥拉索振动反应的特点181

8.1.1 涡激共振181

8.1.2 风雨激振182

8.1.3 尾流驰振182

8.1.4 抖振182

8.1.5 裹冰拉索驰振182

8.1.6 高风速下的涡激振动183

8.1.7 参数振动和线性内部共振183

8.1.8 斜拉索振动的抑制措施183

8.2 斜拉索-磁流变液阻尼器系统运动方程及求解184

8.2.1 磁流变阻尼器的动态力学特性184

8.2.2 拉索-MR阻尼器系统动力方程184

8.2.3 MR阻尼器提供的阻尼力186

8.2.4 动力方程的离散化187

8.3 非线性振动控制算法188

8.3.1 调制均匀摩擦控制算法188

8.3.2 基于平衡逻辑算法的半主动控制策略189

8.4 磁流变液阻尼器对外部荷载激励下斜拉索振动的智能控制189

8.4.1 外加均布随机荷载下拉索振动的智能控制190

8.4.2 控制增益β对控制效果的影响191

8.4.3 控制算法的鲁棒性192

8.5 磁流变液阻尼器对支座运动下斜拉索振动的智能控制192

8.5.1 超谐波振动Ω≈2ω1193

8.5.2 谐波振动Ω≈ω1194

8.5.3 超谐波振动Ω≈2ω1/3195