Page 251 - 《振动工程学报》2026年第2期

第 2 期 吕 杨，等：高竖向承载力 MRE 隔振支座力学性能试验研究 567

表 1 剪切力变化情况（单位：N）
Tab. 1 Shear force variation (Unit：N)

Δ m =1 mm Δ m =2 mm Δ m =4 mm
电流/A
0.1 Hz 2 Hz 4 Hz 0.1 Hz 2 Hz 4 Hz 0.1 Hz 2 Hz 4 Hz
−2 13.24 13.43 13.60 22.49 23.44 23.50 40.19 41.96 43.03
−1 10.97 11.60 11.75 19.85 21.42 21.99 37.54 39.21 39.82
0 9.12 9.89 9.96 17.36 18.84 19.68 34.73 36.36 37.47
1 7.80 8.21 8.68 15.76 17.19 17.93 30.31 31.36 32.09
2 6.84 7.25 7.47 13.55 14.80 14.93 26.05 28.05 29.07
增大比例/% 93.57 85.24 82.06 65.98 58.38 57.40 54.28 49.59 48.02

f=0.1 Hz f= 2 Hz f= 4 Hz
12
F max
等效刚度 / (kN·m −1 ) 9
ΔF 11
F dmax 10
力 / N Δ min K eff
Δ max

F min 8 7
−2 −1 0 1 2
位移 / mm
电流 / A

图 13 等效刚度计算方法 (a) Δ m =2 mm
Fig. 13 Procedure for determining the effective stiffness 11
等效刚度 / (kN·m −1 ) 9
同提供，小剪切应变下，橡胶基体剪切刚度较大。 10

3.3 等效阻尼系数 8

支座剪切力-位移关系曲线反映了支座耗能性 7
能， 滞 回 曲 线 的 面 积 随 支 座 磁 场 的 增 大 而 增 大 。 −2 −1 0 1 2
MRE 支座的等效阻尼系数 C 由下式计算： 电流 / A
(b) Δ m =4 mm
E DC
C = （4）
2
2∆ π f 图 15 不同电流下 MRE 支座的等效刚度
2
m
Fig. 15 Effective stiffness of the MRE isolator under different
I=−2 A I=−1 A I=0 A I=1 A I=2 A

currents
12 式中，E D 为滞回曲线的面积；f 为加载频率；Δ m 为外
等效刚度 / (kN·m −1 ) 10 9 8 部激励的最大位移。 2 和 4 mm 时，支座
11
C
和
分别为振幅为
如图
17
16
等效阻尼系数随加载频率和电流的变化曲线。不同
7
0 1 2 3 4 5 电流下，等效阻尼系数随加载频率的增加而急剧下
降，但达到一定的频率后下降趋势放缓。振幅不变
频率 / Hz
(a) Δ m =2 mm 时，随着混合磁场的减弱，等效阻尼系数也线性减
11 小，且加载频率越大变化越小。如表 3 所示为所测
等效刚度 / (kN·m −1 ) 9 8 座的等效阻尼系数大于高加载频率下的等效阻尼系数。
10
试工况的支座等效阻尼系数，可见，低加载频率下支

3.4 阻尼比
7
为了进一步量化 MRE 隔振支座的阻尼特性，使
0 1 2 3 4 5
频率 / Hz 用滞回曲线耗能面积与等效刚度计算阻尼比 ζ：
(b) Δ m =4 mm
ζ =
E DC （5）
2
图 14 不同加载频率下 MRE 支座的等效刚度 2∆ πK eff
m
如图 18 和 19 所示为不同加载频率和电流下，振
Fig. 14 Effective stiffness of the MRE isolator under different
frequencies 幅为 2 和 4 mm 时 MRE 支座的阻尼比。表 4 所示为