Page 246 - 《振动工程学报》2026年第2期

第 39 卷第 2 期 振 动 工 程 学 报 Vol. 39 No. 2
2026 年 2 月 Journal of Vibration Engineering Feb. 2026

高 竖 向 承 载 力 MRE 隔 振 支 座 力 学 性 能 试 验 研 究

吕 杨 ， 张凡星 ， 张翼珂 ， 黄 信 3
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（1. 天津城建大学天津市土木建筑结构防护与加固重点实验室，天津 300384；
2. 河南交通技师学院土木工程系，河南 驻马店 450003； 3. 中国民航大学交通科学与工程学院，天津 300300）

摘要：竖向荷载对磁流变弹性体（MRE）支座的力学性能影响显著，但已有研究很少考虑竖向荷载对 MRE 支座的影响。通过
增设竖向连杆承担竖向荷载，以永磁铁提供恒定磁场，设计制作了 MRE 片与钢板交替叠合、剪切刚度双向可调的高竖向承载
力 MRE 隔振支座。开展了不同频率、幅值、电流和配重下支座的力学性能试验，分析了支座剪切力、等效刚度、等效阻尼和
阻尼比等力学性能。结果表明，竖向连杆能显著提高支座力学性能的稳定性，可实现横向刚度、剪切力、等效阻尼和阻尼比
等双向可调。

关键词： 磁流变弹性体；MRE 隔振支座；力学性能试验；竖向承载力；可变刚度
中图分类号：TU352.1 文献标志码：A DOI：10.16385/j.cnki.issn.1004-4523.202403010

Experimental study on the mechanical properties of a high vertical strength
MRE isolation bearing

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LYU Yang ，ZHANG Fanxing ，ZHANG Yike ，HUANG Xin 3
（1.Tianjin Key Laboratory of Civil Structure Protection and Reinforcement，Tianjin Chengjian University，Tianjin 300384，China；
2.Department of Civil Engineering，Henan Traffic Technician College，Zhumadian 450003，China；
3.School of Transportation Science and Engineering，Civil Aviation University of China，Tianjin 300300，China）

Abstract：Vertical loads have a significant impact on the mechanical properties of magnetorheological elastomers （MRE） bearings，but there
has been little research considering the influences of vertical loads on MRE bearings. By adding vertical connecting rods to bear vertical loads
and permanent magnets to provide a constant magnetic field，a MRE isolator with a structure of alternating stacking of MRE sheets and steel
plates was designed and manufactured. The isolator has high vertical bearing capacity and bi-directionally adjustable shear stiffness. Mechanical
performance tests of the isolator under different frequencies，amplitudes，currents and weights were conducted. The shear force，effective
stiffness，equivalent damping，and damping ratio of the isolator were analyzed. The results show that the mechanical performance of the
isolator with the vertical connecting rods is stable, and the lateral stiffness， shear force， equivalent damping， and damping ratio are bi-
directionally adjustable.
Keywords：magnetorheological elastomers（MRE）；MRE isolation bearing；mechanical performance test；vertical strength；variable stiffness

基础隔震是提高建筑、桥梁、精密仪器设备抗 性强、制作方便的优点，是最具发展潜力和应用价
[1]
震性能的有效途径 。当前，大多数基础隔震结构采 值的智能材料之一 [7-8] 。
用叠层橡胶支座，在预设的地震激励下隔震效果优 近年来，学者们对基于 MRE 的隔振装置进行了
异，但当地震动和结构特性发生变化时，由于被动隔 深入探索，研发了多种智能隔震支座 [9-11] 。BEHROOZ
震本身的局限性，隔震系统可能失效 [2-3] 。为保证隔 等 [12] 提出了一种 MRE 变刚度隔振支座，该支座可以
震系统的有效性，运用新型智能材料和现代控制理 有效调节结构隔振频率。ZHAO 等 [13] 对 MRE 隔振
论的智能隔震方法得到广泛关注。新型智能材料主 器的性能进行了深入研究，结果表明，隔振器的有效
要有磁流变材料、压电材料、磁致伸缩材料以及形 刚度在电流从 0 增至 3 A 过程中提高了 114.12%。周
状记忆合金等。其中，磁流变材料具有可控性、可 亚东等 [14] 采用永磁体为 MRE 支座施加一个较强的
逆性、响应迅速等特征，适用于结构振动控制 [4-6] 。 初始磁场，研究表明，随着控制线圈电流的增加，支
与磁流变液相比，磁流变弹性体（MRE）还具有稳定 座的刚度能实时改变，成功实现了刚度的可调节特

收稿日期：2024-03-05；修订日期：2024-07-02
基金项目：国家自然科学基金资助项目（52178295，52278542）