Page 250 - 《振动工程学报》2026年第2期

566 振 动 工 程 学 报 第 39 卷

45

30 30
30
15 15
力 / N 0 力 / N 0 力 / N 15 0
−15 4 mm −15 4 mm −15 4 mm
2 mm 2 mm 2 mm
−30 1 mm −30 1 mm −30 1 mm
−4 −2 0 2 4 −4 −2 0 2 4 −4 −2 0 2 4
位移 / mm 位移 / mm 位移 / mm
(a) 2 A (b) 1 A (c) 0 A
45 45
30 30
力 / N 15 0 力 / N 15 0

−15
−30 4 mm −15 4 mm
−30
2 mm
2 mm
−45 1 mm −45 1 mm
−4 −2 0 2 4 −4 −2 0 2 4
位移 / mm 位移 / mm
(d) −1 A (e) −2 A

图 11 不同电流下 MRE 支座力-位移滞回曲线
Fig. 11 Force-displacement hysteresis curves of the MRE isolator under different currents
力。每次试验重复 5 次，由图可知所制作的 MRE 支
24
座力学性能稳定，支座剪力随磁场增加近似呈线性
22
关系。与初始状态相比，增大负向电流时支座剪切 20
力 / N 工况2
力增大比增大正向电流时支座剪切力减小更明显。 工况1
表 1 所示为上述工况下支座的峰值剪切力。不 18 工况3
16 工况4
同工况下支座最大剪力随电流的可调范围不同，振 工况5
14
幅越小，可调范围越大，如振幅为 1 mm 时，支座最大 −2 0 2
电流 / A
剪切力可增大 82.06%~93.57%；振幅为 4 mm 时，支座 (a) Δ m =2 mm f =2 Hz
最大剪切力增大范围为 48.02%~54.28%。所有工况
44
中，振幅为 1 mm、频率为 0.1 Hz 时，MRE 支座最大剪
40
切 力 调 节 范 围 最 大， 从 6.84 N（ I=2 A) 增 至 13.24 N
力 / N 工况2
(I=−2 A)，增大比例为 93.57%。振幅对支座最大剪切 36 工况1
力影响最明显，振幅为 1 mm 时，支座最大剪切力可 32 工况3
调范围为 6.84~13.60 N；振幅为 4 mm 时，支座最大剪 工况4
工况5
28
切力可调范围为 26.05~43.03 N。加载频率对支座剪 −2 0 2
电流 / A
切力的影响不大。 (b) Δ m =4 mm f =4 Hz

3.2 等效刚度 图 12 不同电流下的支座剪切力
Fig. 12 Shear forces of the isolator under different currents
采用如图 13 所示的方法计算支座等效刚度：
48%~89.60%，其中加载幅值为 4 mm、频率为 4 Hz 的
F max − F min
K eff = （3） 激励下，支座等效刚度随电流的可调范围最小，为
∆ max −∆ min
式中，F ma 表示滞回曲线最大正位移（Δ max ）处的最大 48%；幅值为 1 mm、频率为 0.1 Hz 激励下，支座等效
x
正向剪切力；F mi 表示滞回曲线的最大负位移（Δ min ） 刚度随电流的可调范围最大，为 89.60%。
n
处的最大负向剪切力。 如表 2 所示为各工况下支座的等效刚度，振幅
如图 14 所示为加载幅值为 2 和 4 mm，加载频率 为 1 mm 时，等效刚度的可调范围为 85.5%~89.6%；振
为 0.1、2 和 4 Hz 时支座的等效刚度。如图 15 所示， 幅为 4 mm 时，等效刚度的可调范围为 48%~54%。如
与剪切力类似，支座等效刚度与输入电流相关，随磁 图 15 所示，对比相同加载频率下不同振幅的刚度
场强度的增大近似线性增大。如表 2 所示在测试工 值，小的剪切位移会产生更大的等效刚度，主要原因
况中，控制输入电流，支座等效刚度的可调范围为 是支座剪切刚度由橡胶基体和 MRE 磁流变效应共