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永磁调节式磁流变阻尼器

永磁调节式磁流变阻尼器

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一、拉索振动控制现状

作为斜拉桥主要的受力构件的斜拉索,由于质量轻、阻尼小、柔性大,极易在风、风雨和桥面振动等外部激励下产生不同模态的大幅振动,拉索的大幅振动对拉索的使用寿命和桥梁安全运营构成极大威胁。

为了改善拉索的振动状况,可以在索的下部增设阻尼器。阻尼器有很多种类,如硅油粘滞阻尼器,剪切粘滞阻尼器,磁流变阻尼器,而随着拉索长度、索力大小、振动模态和阻尼器安装高度的不同,需要对阻尼器的参数进行调整才能获得最优的减振效果。磁流变阻尼器具有阻尼力大小易于调节,能保证每根拉索获得最优的减振效果,并且性能稳定。2002年,磁流变阻尼器应用于岳阳洞庭湖大桥,成功地控制了拉索的风雨激振,这也是国际上磁流变阻尼器对拉索振动控制的首次使用。这以后,磁流变阻尼器对斜拉桥拉索减振得到了广泛的应用。目前,世界最长的苏通大桥的拉索亦采用磁流变减振技术。

 

二、永磁调节式磁流变阻尼器

磁流变液(Magnetorheological Fluid)主要由非导磁性母液和均匀散布在其中的高导磁的软磁性微粒组成。在没有磁场作用的状态下,磁流变液符合牛顿流体的力学特性,有较低的粘度;

而当它处于强磁场作用下时,其悬浮颗粒被感应由磁中性变成强磁性,在磁极之间形成“链”状,使其在瞬间(毫秒级)由液体变为粘塑体,表现为一种具有一定屈服强度的类似于固体的力学特性。

屈服应力随磁场强度的增加而增大,且屈服应力的变化是连续、可逆的,即一旦去掉磁场,磁流变液又变为可流动的液体。磁流变效应可逆、迅速和易于控制的特点使得磁流变阻尼器已成为土木工程结构新一代的高性能和智能化的减振装置,并已在土木工程结构振动控制方面得到初步的应用,展现出了良好的应用前景。


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