振动压路机是路面铺设和维护的关键设备之一,其工作原理是利用自激振动压实路基。因此,振动压路机的一级减振系统较多采用传统橡胶减振器最大限度地限制自激振动向上车的传递。然而,针对不同路基压实品质须对减振器的性能适时调节,目前广泛应用的传统橡胶减振器较难实现。磁流变液作为一种智能材料,具有响应速度快、易于控制、屈服应力大等优点,具有较高的工程使用价值。目前磁流变技术在压路机上应用较少。因此,本文设计并加工了振动压路机的磁流变橡胶减振器,将磁流变技术应用于振动压路机的一级减振系统中,为振动压路机一级减振器阻尼力的适时调节提供新方案。本文的主要研究内容和结论为:1、研究了磁流变液的磁温特性。利用MCR-302流变仪对配制的磁流变液进行粘度和流动特性测试;拟合了磁流变液的剪切应力与磁场强度的五次多项式关系,为后续的磁流变减振器的设计和多物理场耦合仿真奠定了基础。2、研究开发了一种新型的磁流变橡胶复合式减振器。橡胶减振器部分为磁流变橡胶减振器提供恢复力,并可使减振器承受剪切负载;磁流变阻尼器部分为减振器提供可控阻尼力。运用磁流变液本构关系获得剪切阀式工作模式下的磁流变减振器的阻尼力计算模型;通过MTS对其进行了性能测试,表明本文开发的减振器有较好的减振性能和外特性,具有实际应用价值。3、利用有限元分析软件(COMSOL),对设计的磁流变橡胶减振器进行了多物理场耦合仿真分析。进行了静态磁场分析,在磁场的分析结果上,添加了流场、固体力学、刚体运动学方程的耦合仿真,验证了磁场间隙处的磁场强度、缸体的强度、橡胶的变形均可以满足设计需求。4、建立振动压路机的二自由度动力学模型,结合磁流变橡胶复合减振器的特点在修正Bouc_Wen模型的基础上改进并建立新的动力学模型,利用BP神经网络建立了磁流变橡胶减振器的逆向动力学模型。5、基于分数阶理论的半主动控制策略仿真分析与研究。设计了分数阶PID控制器,结合压路机的动力学模型以及减振器的正向模型和逆向模型构建了减振系统的完整闭环控制。通过仿真分析被动控制、PID控制和分数阶PID控制在压路机作业时的振动特性,结果表明:分数阶PID控制的减振系统的减振能力较为突出,比传统的被动控制系统提高了 40%左右的减振效果。