自供能智能微振动控制系统理论与试验研究

本项目拟对基于电流变弹性体的自供能智能微振动控制系统的优化设计方法、多场耦合作用下的动静态力学特性、可控性等进行理论和试验研究。分析不同材料配方的电流变弹性体在力- - 电场耦合作用下的粘弹性力学行为，提出高性能电流变弹性体的优化设计制备方法；研究电流变弹性体隔振器的结构设计理论及方法，建立电流变弹性体隔振器的理论分析模型，仿真和实验分析外加控制电场和振动激励对隔振器的动力学特性与隔振效果的影响规律；研究基于压电俘能效应和电流变弹性体的自供能智能隔振器的集成原理和方法，建立其简化动力学模型，分析振动激励、压电俘能输出与电流变弹性体动态特性之间的映射关系；建立基于电流变弹性体自供能智能隔振器的模拟隔振平台，对所构建的模拟隔振平台进行试验测试与分析，评估和验证自供能智能微振动控制系统的控制精度和可控频带。本项目的研究将为精密隔振平台的宽频微幅自适应振动控制提供新的参考方法。

本项目对基于电流变弹性体的自供能智能微振动控制系统的优化设计方法、多场耦合作用下的动静态力学特性、可控性等进行理论和试验研究。分析不同材料配方的电流变弹性体在力——电场耦合作用下的粘弹性力学行为，提出高性能电流变弹性体的优化设计制备方法；基于电流变弹性体的不同受力方式，设计了剪切式和挤压式电流变弹性体减振器，建立电流变弹性体减振器的理论分析模型，仿真和实验分析外加控制电场和振动激励对减振器的动力学特性与减振效果的影响规律；提出了一种自供能智能悬架的滚动压迫振动能量俘获装置的概念设计，分析了结构设计参数对俘能效果的影响规律，并搭建实验平台对其俘能效果进行了实验验证；研究基于压电俘能效应和电流变弹性体的自供能智能隔振器的集成原理和方法，在分析自供能智能减振器非线性特性的基础上，在其自反馈耦合控制中引入Karnopp 控制规则，建立相应的控制模型，对其控制效果进行了仿真分析。本项目取得的主要研究成果包括：在国内外期刊发表论文8篇，其中被SCI、EI检索6篇；申请国家发明专利4项，已获国家发明专利授权2项；培养硕士研究4名，已毕业3人。