磁流變液容易沉降，磁性粒子對(duì)器件劇烈磨損造成阻尼器壽命縮短，這些問題一直以來極大地限制了磁流變液及其器件在土木工程振動(dòng)控制中的應(yīng)用。磁流變脂是一種新型磁流變材料，據(jù)發(fā)現(xiàn)它與磁流變液一樣具有良好的流變特性，同時(shí)磁流變脂的抗沉降穩(wěn)定性極好。因此，我們提出采用磁流變脂阻尼器對(duì)高柔塔架結(jié)構(gòu)振動(dòng)進(jìn)行智能控制的新思路。為了達(dá)到研究目標(biāo)，我們需要系統(tǒng)研究：（1）高柔塔架結(jié)構(gòu)的參考模型自適應(yīng)減振仿真分析方法；（2）分散性好、屈服應(yīng)力高、可調(diào)范圍寬的磁流變脂制備工藝；（3）考慮溫度效應(yīng)的磁流變脂阻尼器的力學(xué)模型；（4）制作穩(wěn)定性和耐久性好的阻尼器和電磁控制器。本項(xiàng)目研究成果為高柔塔架結(jié)構(gòu)的振動(dòng)控制提供了新方法，它在保留智能控制優(yōu)勢(shì)的同時(shí)解決了磁流變液阻尼器的固有缺陷，為推進(jìn)智能控制技術(shù)更好地在土木工程中應(yīng)用具有重要研究意義。

高柔塔架結(jié)構(gòu)是一種重要且常見的結(jié)構(gòu)形式，其具有高聳、抗側(cè)剛度小的特點(diǎn)，在地震及風(fēng)荷載作用下極易產(chǎn)生振動(dòng)，引起結(jié)構(gòu)破壞。為此，高柔塔架結(jié)構(gòu)的振動(dòng)控制有著重要的研究意義。磁流變阻尼器因其能耗低，出力大，響應(yīng)迅速等優(yōu)點(diǎn)在土木工程領(lǐng)域得到了大量應(yīng)用。目前，應(yīng)用較為廣泛的磁流變阻尼器是磁流變液阻尼器，但依然存在很多不足，如磁流變液易沉降，性能不穩(wěn)定，阻尼器易發(fā)生泄漏等。為了防止磁流變液沉降，我們通過在基礎(chǔ)油中加入酯性稠化劑，增加載液密度，制備了新型智能材料—磁流變脂。磁流變脂阻尼器是一種新型磁流變阻尼器，其具有防沉降，性能穩(wěn)定等特點(diǎn)。因此，我們提出了基于磁流變脂阻尼器的高柔塔架結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制新思路。本項(xiàng)目的主要研究?jī)?nèi)容有磁流變脂智能材料的制備方法，磁流變脂阻尼器和控制器的研制，基于磁流變脂智能阻尼器的高柔塔架結(jié)構(gòu)自適應(yīng)控制仿真分析方法與高柔塔架結(jié)構(gòu)振動(dòng)的智能控制試驗(yàn)。根據(jù)研究結(jié)果，發(fā)現(xiàn)磁流變脂的抗沉降性遠(yuǎn)強(qiáng)于磁流變液，磁流變脂與磁流變液的流變特性曲線形狀基本一致，但磁流變脂的零場(chǎng)粘度明顯大于磁流變液；相同電流下，磁流變脂的剪切應(yīng)力遠(yuǎn)大于磁流變液的剪切應(yīng)力；相同剪切應(yīng)力下，磁流變脂的剪切應(yīng)變遠(yuǎn)小于磁流變液的剪切應(yīng)變；試驗(yàn)結(jié)果表明本項(xiàng)目研發(fā)的防泄漏磁流變脂阻尼器在0.5Hz與1Hz的長時(shí)間工作下的性能穩(wěn)定，不會(huì)產(chǎn)生泄漏現(xiàn)象且有良好的耗能能力；為了研究磁流變脂阻尼器對(duì)高柔塔架結(jié)構(gòu)的振動(dòng)控制效果，本項(xiàng)目研究了基于遺傳算法的作動(dòng)器最優(yōu)布置理論與基于能量譜的參考模型MCS自適應(yīng)控制算法，并將兩種方法應(yīng)用于塔架結(jié)構(gòu)的振動(dòng)控制試驗(yàn)，仿真與試驗(yàn)結(jié)果均表明本項(xiàng)目研發(fā)的防泄漏磁流變脂阻尼器能夠獲取得良好的減振效果。本項(xiàng)目的研究成果不僅提出了高柔塔架結(jié)構(gòu)的振動(dòng)控制新方法，還為防泄漏磁流變阻尼器的設(shè)計(jì)提供了新思路，對(duì)智能控制在土木工程中的應(yīng)用有著重要的意義。 2100433B