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发动机的振动具有宽频、多源的特征。传统的被动隔振只能在某一频率范围内有效,而不能满足全范围隔振的需要。为了适时、有效减少其在各种频率下的振动,本文采用了一种刚度不变、阻尼可调的电流变隔振器进行半主动控制。全文包括四个部分,即电流变材料的制备和电流变隔振器的设计、评价,并对具体发动机在ADAMS下仿真,进行半主动控制。 经过大量的实验,研制出了一种性能比较优越的电流变材料。其分散相为减振器油,固体颗粒为表面包覆Al2O3的TiO2,体积分数为35%,添加剂为油酸,体积分数为3%。它在电场为3kV/mm,剪切速率为7/s时,剪切应力达到800Pa,基本上能满足发动机隔振的需要。 利用已具备的电流变材料的性能,设计了一个各种参数具全的两阻尼孔电流变隔振器,并用力传递率来评价其隔振效果。通过Matlab仿真计算可知,振动物体在低频阶段,加大电场和开启两阻尼孔能使力传递率较低;而在高频时,关闭电场和阻尼孔,其力传递率较小。 利用电流变隔振器的性能,在ADAMS下建立发动机6自由度的仿真模型,通过频域分析,我们可以发现,当发动机在低速运转时,加大电场会使得发动机在共振频率时的幅值较小,而当发动机在高运转时,情况恰恰相反。这与我们理论分析的结果是完全一致的。 发动机的振动具有6自由度,但是它的垂直转动和两个水平方向的平行移动是非常小的,忽略这些因素对我们的分析没有什么影响的。选取质心位置为参考坐标系,建立三自由度的发动机数学模型,列出振动微分方程,在Matlab下实行最优控制,并与没有加控制时的进行对比,发现加控制后其振动响应减小了,且响应也是比较稳定的,达到了控制的效果。