中文摘要：

树脂基磁致伸缩复合材料是由超磁致伸缩材料Terfenol-D粉体颗粒与绝缘聚合物所组成的一种树脂基复合材料，它因具有如下特性而成为智能材料与结构系统的一个重要研究方向。它们是建立在强磁场作用下因磁畴方向改变而做功机理之上的高能耗特性和因具有超磁致伸缩效应而带来的微应变以及微驱动特性。利用前一特性，可制作阻尼系数可通过磁场调节的耗能元件；利用后一种特性，与传统减振器相结合，可制作种类广泛、结构简单、可控性强的新型半主动减振装置。本项目将首先，研制几种可满足大能耗或高应变的特定需求的树脂基磁致伸缩复合材料；其次，研制几种以树脂基磁致伸缩复合材料为耗能元件的减振器和以树脂基磁致伸缩复合材料为性能参数调节元件的结构简单、能耗低、可控性强的结构新型半主动减振器，测试以上装置的性能，建立其本构模型；最后，完成以上装置的磁路与控制系统的设计工作。本项目的完成，将极大推进结构智能控制技术的研究与发展。

结论摘要：

与纯Terfenol-D金属相比，由Terfenol-D颗粒与绝缘聚合物组成的树脂基磁致伸缩复合材料的磁致伸缩效应虽略有降低，但其适用频率高、韧性好且可加工性强。树脂基磁致伸缩材料即可用于制作种类广泛、结构简单、可控性强的新型半主动减振装置，也可用于新型传感器的开发。本项目建立了基于退磁场理论和细观力学等效夹杂理论的树脂基磁致伸缩复合材料伸缩效应的计算模型，本模型不仅可以计算颗粒形状、含量，基体弹性模量等因素对饱和磁致伸缩应变的影响，还可以预测磁致伸缩系数随磁场强度的变化规律。理论并试验研究了颗粒取向、颗粒含量、温度应力、基体类型对树脂基磁致伸缩材料的静、动态磁致伸缩系数、弹性模量、增量磁导率、磁机械耦合系数等性能的影响，探索了颗粒/液相树脂的超声分散工艺。利用自制的树脂基磁致伸缩棒材，设计制备了智能摩擦阻尼器，完成了其综合性能测试，并利用此阻尼器实现了缩尺的桥梁斜拉索的半主动振动控制。给出了超磁致伸缩驱动器的线圈以及永磁体磁路的设计和优化方法，分析了磁轭对线圈所激发磁场的影响，利用有限元分析软件完成了永磁体磁路的均匀化设计。此外，本项目还研究了羟基铁粉硅橡胶的磁致伸缩性能。