摘要
旋转机械作为动力输出和传递装置，在航空航天、船舶、汽车、电力和石化等领域发挥着重要作用。随着现代旋转机械设备的结构日趋复杂，转速日趋提升，振动问题也愈发严重。如何有效抑制旋转机械振动问题成为研究热点和难点。磁流变弹性体（Magnetorheologicalelastomer,MRE）是由聚合物基体和微米级磁性颗粒混合而成。在外加磁场作用下，MRE的弹性模量和阻尼等力学性能会发生快速可逆的变化。MRE在旋转机械的振动抑制领域具有优异的应用潜力。 本文针对MRE在旋转机械振动抑制方面的潜在应用，从MRE的制备、性能测试、宏观建模以及MRE作动器性能等方面开展了研究工作。论文主要内容如下： （1）完成了具有颗粒链取向角的MRE试样制备。搭建了硅橡胶基MRE的制备平台，改进了制备工艺，有效提高了制备效率和取向角的精度，成功制备了具有不同初始颗粒链取向角度的MRE试样。 （2）完成了具有不同初始颗粒链取向角的MRE试样在剪切工作模式下的动态力学性能测试。分析了不同测试条件（磁感应强度、频率和应变）和初始颗粒链取向角度对MRE动态力学性能的影响。讨论了MRE的磁流变效应和佩恩效应。测试结果表明通过改变MRE内部颗粒链的取向角度可以提高MRE的磁流变效应。 （3）提出了基于分数阶导数的磁流变弹性体宏观粘弹性模型。基于分数阶导数模型，建立了一种宏观粘弹性模型来描述具有不同初始颗粒链取向角度的MRE的动态粘弹性特性。分别采用非线性最小二乘法和非线性回归算法对模型中的未知参数进行辨识。实验结果和模型预测结果对比表明，所提出模型可以准确预测MRE的动态粘弹性特性。 （4）完成了基于具有颗粒链取向角度的MRE作动器性能测试。将具有颗粒链取向角度的MRE作为作动器的敏感元件，搭建了MRE作动器性能测试实验台，通过转子的定压升速实验测试了MRE作动器的移频特性。分析了不同基体材料，羰基铁粉含量和初始颗粒链取向角度的MRE对转子-作动器系统移频特性的影响，为MRE作动器的优化设计提供了支撑。
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