摘要：为解决传统磁流变阻尼器存在工作介质易沉降、密封要求较高,且中高频激励下阻尼器刚度快速增大,能耗衰减严重的问题,制备并测试了一种沉降稳定性能良好且密封要求低的磁流变复合材料,建立改进的Herschle-Bulkley模型用以表征复合材料的力学性能;基于该复合材料设计加工出一种剪切式磁流变阻尼器,并设计实验测试中、高频激励下阻尼器的性能响应规律.研究结果表明:3 A电流激励下,当测试频率由5 Hz增大至20 Hz时,阻尼器动态刚度由4.87×10^(5) N/m增加到6.29×10^(5)N/m,且全频段阻尼器单周期耗能均在0.04 J左右,验证了所设计的磁流变阻尼器在中高频振动工况下的耗能能力.

摘要：针对压电位移放大机构在垂直方向较难实现大行程、高频带宽度的问题,结合两个复合菱形机构、两个杠杆机构以及一个普通菱形机构,提出了一种垂直型多级位移放大机构。基于能量守恒方法和弹性梁理论建立了位移放大比和输入/输出刚度解析模型,根据拉格朗日方程推导了固有频率解析模型。通过有限元法对解析模型进行了验证,所建立的位移放大比解析模型有较高的预测精度,可为大行程垂直型柔顺平台的优化设计提供参考。与文献中的位移放大机构性能对比结果表明,提出的垂直型位移放大机构具有更好的静动态平衡性能,其位移放大比可达43.29,同时保持一个较高的固有频率561.28 Hz。

摘要：针对微夹持器的大行程、低耦合等要求,采用桥式机构和杠杆机构设计了一种新型三级放大微夹持器。根据柔性机构学、弹性力学和动力学原理,优化了桥式机构的固定位置提高微夹持器的动态特性,建立了微夹持器的理论位移放大模型、耦合误差模型和动力学模型,获得了微夹持器的输出位移特性与动态特性。应用3D打印和线切割加工技术加工出微夹持器实体,通过理论、仿真和实验数据对比验证了理论模型的正确性,微夹持器的位移放大倍数达到了19. 7倍,固有频率为223 Hz,与实验数据的误差均在10%以内波动,工作行程达到了750μm同时耦合误差仅为工作行程的0. 35%,实现了微夹持器大行程、高精度、低耦合和良好的动态特性。

摘要：有效的扭转刚度控制可以通过调节系统的固有特性和共振频率改善系统的扭转振动性能、恰当的扭转阻尼调节可以通过耗散扭转振动的能量来抑制扭转振动的幅值。针对扭转刚度和扭转阻尼对传动系统扭转振动的不同影响规律,提出一种基于混合田口遗传算法的磁流变(magneto-rheological,MR)传动系统变刚度变阻尼扭转振动仿人智能控制策略。首先根据所设计的磁流变扭转减振器建立了磁流变变刚度变阻尼传动系统动力学模型;基于混合田口遗传算法对磁流变传动系统扭转刚度和扭转阻尼控制参数的动态寻优结果,设计了一种兼顾时域和频域、具有分区协同、多模态多控制器的仿人智能控制器;随后进行了仿真分析和试验研究,结果表明,在较宽频段内,基于混合田口遗传算法的仿人智能控制均能有效抑制磁流变传动系统的扭转振动;当试验激励频率为3.5 Hz时,相对于被动传动系统和改进天棚控制系统,所提仿人智能控制分别将系统的峰值角位移和角速度减小44%、48%和14%、18%,其控制效果明显优于改进天棚控制,显著改善磁流变传动系统的输出特性。