Dynamic Modeling of Large-Scale Magnetorheological Damper Systems for Civil Engineering Applications / Yang, Guangqiang in Journal of engineering mechanics, Vol. 130 N°9 (Septembre 2004)  

Public ISBD [article]  inJournal of engineering mechanics > Vol. 130 N°9 (Septembre 2004) . - 1107-1114 p. Titre : Dynamic Modeling of Large-Scale Magnetorheological Damper Systems for Civil Engineering Applications Titre original : Modélisation Dynamique des Systèmes d'Amortisseur Magnetorheologique à Grande Echelle pour des Applications de Génie Civil Type de document : texte imprimé Auteurs : Yang, Guangqiang, Auteur ; Billie F. Spencer, Auteur ; Hyung-Jo Jung ; Carlson, J. David ; Ghanem, Roger G., Éditeur scientifique Année de publication : 2006 Article en page(s) : 1107-1114 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Dynamic models loads Damping Vibration control Modèles dynamiques Charges Atténuation Commande de vibration Index. décimale : 620.1 Essais des matériaux. Défauts des matériaux. Protection des matériaux Résumé : Magnetorheological (MR) dampers are one of the most promising new devices for structural vibration mitigation. Because of their mechanical simplicity, high dynamic range, low power requirements, large force capacity, and robustness, these devices have been shown to mesh well with earthquake and wind engineering application demands and constraints. Quasistatic models of MR dampers have been investigated by researchers. Although useful for damper design, these models are not sufficient to describe the MR damper behavior under dynamic loading. This paper presents a new dynamic model of the overall MR damper system which is comprised of two parts: (1) a dynamic model of the power supply and (2) a dynamic model of the MR damper. Because previous studies have demonstrated that a current-driven power supply can substantially reduce the MR damper response time, this study employs a current driver to power the MR damper. The operating principles of the current driver, and an appropriate dynamic model are provided. Subsequently, MR damper force response analysis is performed, and a phenomenological model based on the Bouc-Wen model is proposed to estimate the MR damper behavior under dynamic loading. This model accommodates the MR fluid stiction phenomenon, as well as fluid inertial and shear thinning effects. Compared with other types of models based on the Bouc-Wen model, the proposed model has been shown to be more effective, especially in describing the force rolloff in the low velocity region, force overshoots when velocity changes in sign, and two clockwise hysteresis loops at the velocity extremes. Les amortisseurs de Magnetorheologique (M.) sont l'un des nouveaux dispositifs les plus prometteurs pour la réduction structurale de vibration. En raison de leur simplicité mécanique, gamme dynamique élevée, conditions de basse puissance, grande capacité de force, et robustesse, ces dispositifs ont été montrés à la maille bien avec le tremblement de terre et l'application de technologie de vent exige et des contraintes. Des modèles quasistatiques de M. amortisseurs ont été étudiés par des chercheurs. Bien qu'utile pour une conception plus humide, ces modèles ne sont pas suffisants pour décrire M. comportement d'amortisseur sous le chargement dynamique. Cet article présente un nouveau modèle dynamique de M. global système d'amortisseur qui est composé de deux parts : (1) un modèle dynamique de l'alimentation d'énergie et (2) un modèle dynamique de M. amortisseur. Puisque les études précédentes ont démontré qu'une alimentation d'énergie conduite courante peut sensiblement réduire M. temps de réponse d'amortisseur, cette étude utilise un conducteur courant pour actionner M. amortisseur. Les principes de fonctionnement du conducteur courant, et un modèle dynamique approprié sont fournis. Plus tard, M. analyse de réponse de force d'amortisseur est exécuté, et un modèle phénoménologique basé sur le modèle de Bouc-Wen est proposé pour estimer M. comportement d'amortisseur sous le chargement dynamique. Ce modèle adapte à M. phénomène liquide de stiction, comme les effets amincissants liquides à inertie et de cisaillement. Comparé à d'autres types de modèles basés sur le modèle de Bouc Wen, le modèle proposé s'est avéré plus efficace, particulièrement en décrivant le rolloff de force dans la région à vitesse réduite, la force dépasse quand la vitesse change dans le signe, et deux boucles dans le sens des aiguilles d'une montre d'hystérésis aux extrémités de vitesse. DEWEY : 620.1 ISSN : 0733-9399 En ligne : gyang2@uiuc.edu, bfs@uiuc.edu, hjung@sejong.ac.kr, jdcarlson@lord.com [article] Dynamic Modeling of Large-Scale Magnetorheological Damper Systems for Civil Engineering Applications = Modélisation Dynamique des Systèmes d'Amortisseur Magnetorheologique à Grande Echelle pour des Applications de Génie Civil [texte imprimé] / Yang, Guangqiang, Auteur ; Billie F. Spencer, Auteur ; Hyung-Jo Jung ; Carlson, J. David ; Ghanem, Roger G., Éditeur scientifique . - 2006 . - 1107-1114 p. Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) in Journal of engineering mechanics > Vol. 130 N°9 (Septembre 2004) . - 1107-1114 p. Mots-clés : Dynamic models loads Damping Vibration control Modèles dynamiques Charges Atténuation Commande de vibration Index. décimale : 620.1 Essais des matériaux. Défauts des matériaux. Protection des matériaux Résumé : Magnetorheological (MR) dampers are one of the most promising new devices for structural vibration mitigation. Because of their mechanical simplicity, high dynamic range, low power requirements, large force capacity, and robustness, these devices have been shown to mesh well with earthquake and wind engineering application demands and constraints. Quasistatic models of MR dampers have been investigated by researchers. Although useful for damper design, these models are not sufficient to describe the MR damper behavior under dynamic loading. This paper presents a new dynamic model of the overall MR damper system which is comprised of two parts: (1) a dynamic model of the power supply and (2) a dynamic model of the MR damper. Because previous studies have demonstrated that a current-driven power supply can substantially reduce the MR damper response time, this study employs a current driver to power the MR damper. The operating principles of the current driver, and an appropriate dynamic model are provided. Subsequently, MR damper force response analysis is performed, and a phenomenological model based on the Bouc-Wen model is proposed to estimate the MR damper behavior under dynamic loading. This model accommodates the MR fluid stiction phenomenon, as well as fluid inertial and shear thinning effects. Compared with other types of models based on the Bouc-Wen model, the proposed model has been shown to be more effective, especially in describing the force rolloff in the low velocity region, force overshoots when velocity changes in sign, and two clockwise hysteresis loops at the velocity extremes. Les amortisseurs de Magnetorheologique (M.) sont l'un des nouveaux dispositifs les plus prometteurs pour la réduction structurale de vibration. En raison de leur simplicité mécanique, gamme dynamique élevée, conditions de basse puissance, grande capacité de force, et robustesse, ces dispositifs ont été montrés à la maille bien avec le tremblement de terre et l'application de technologie de vent exige et des contraintes. Des modèles quasistatiques de M. amortisseurs ont été étudiés par des chercheurs. Bien qu'utile pour une conception plus humide, ces modèles ne sont pas suffisants pour décrire M. comportement d'amortisseur sous le chargement dynamique. Cet article présente un nouveau modèle dynamique de M. global système d'amortisseur qui est composé de deux parts : (1) un modèle dynamique de l'alimentation d'énergie et (2) un modèle dynamique de M. amortisseur. Puisque les études précédentes ont démontré qu'une alimentation d'énergie conduite courante peut sensiblement réduire M. temps de réponse d'amortisseur, cette étude utilise un conducteur courant pour actionner M. amortisseur. Les principes de fonctionnement du conducteur courant, et un modèle dynamique approprié sont fournis. Plus tard, M. analyse de réponse de force d'amortisseur est exécuté, et un modèle phénoménologique basé sur le modèle de Bouc-Wen est proposé pour estimer M. comportement d'amortisseur sous le chargement dynamique. Ce modèle adapte à M. phénomène liquide de stiction, comme les effets amincissants liquides à inertie et de cisaillement. Comparé à d'autres types de modèles basés sur le modèle de Bouc Wen, le modèle proposé s'est avéré plus efficace, particulièrement en décrivant le rolloff de force dans la région à vitesse réduite, la force dépasse quand la vitesse change dans le signe, et deux boucles dans le sens des aiguilles d'une montre d'hystérésis aux extrémités de vitesse. DEWEY : 620.1 ISSN : 0733-9399 En ligne : gyang2@uiuc.edu, bfs@uiuc.edu, hjung@sejong.ac.kr, jdcarlson@lord.com

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