力学论文_一种描述磁流变弹性体滞回特性的分数

文章摘要:为了准确表征大范围应变幅值、激励频率和磁场下磁流变弹性体（Magnetorheological elastomer， MRE）的力学行为，本文引入黏弹性分数阶导数，提出一种描述磁流变弹性体滞回特性的分数阶导数改进Bouc-Wen模型。分析了各向同性与异性MRE的微观形貌特征，对MRE进行了性能试验，研究发现，MRE的储能和损耗模量随着应变幅值（0～100%）增大先不变后减小，随着频率（0～100 Hz）增大而增大，随着磁场（0～545 mT）增大而增大。在此基础上，基于分数阶导数提出改进Bouc-Wen模型，在Simulink软件中建立仿真模型，利用Oustaloup滤波器算法对分数阶导数项近似计算，对比分析验证了改进模型的有效性，各工况下仿真数据和试验数据的吻合度均高于98%。结果表明：改进Bouc-Wen模型能准确地模拟MRE应力应变滞回曲线，拟合精度较Bouc-Wen模型明显提升，改进模型在较宽的应变幅值、频率和磁场范围内是准确有效的，为实现MRE的工程应用打下基础。

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