[发明专利]空气传压式磁流变阻尼器

说明书

技术领域

本发明是一种用于航空航天、机械、车辆或者土木建筑的结构减振(震)的阻尼器，尤其是一种能提供可变阻尼和可变刚度的磁流变智能阻尼器。

背景技术

减少广泛存在于航空航天、机械、车辆和土木工程中结构的振动是一个非常重要的研究领域，过大的振动反应可能导致结构难以使用、载客不舒服、甚至结构破坏或灾难性的后果。采用结构振动控制技术(即在结构中加设各种控制装置)减小结构的振动反应是最为常用的技术之一。目前结构振动控制装置分为被动控制、主动控制和半主动控制三种控制方式。其中被动控制发展最为成熟，研发也多集中于被动减振(震)装置，这些装置虽具有构造相对简单，无需调节特性的优点，却存在自适应性差的缺点。主动控制装置与半主动控制装置属于智能减振装置，它克服了被动减振装置自适应性差的缺点，但是主动控制需要较大的动力源，而半主动控制克服了两者的缺点，保留了两者的优点，成为振动控制装置最有生命力的发展方向。

磁流变液是一种性能优良的智能材料，磁流变液在可变磁场作用下，流体的动力粘度可发生较大变化，当输入不同外加电流时，磁流变液将呈现出不同的剪切屈服应力。磁流变阻尼器正是运用磁流变液的可调特性而制作成的一种智能减振装置，该装置能够根据结构的实际变形和外部激励，按照特定的控制规律，控制外加电源，从而在瞬间改变阻尼器的特性参数以使结构达到最好的减振效果。

目前的磁流变阻尼器均采用磁流变液灌满外筒和活塞所围腔体的做法，当活塞杆往复运动时，磁流变液容易发生渗漏。同时灌满外筒和活塞所围腔体的做法需要大量的磁流变液，磁流变液价格昂贵，这一直是困扰磁流变阻尼器取得广泛应用的瓶颈问题之一。

发明内容

技术问题：本发明的目的是开发一种构造简单、防渗漏能力强、价格低廉、安装拆卸方便、适用范围广、减震效果卓越的空气传压式磁流变阻尼器。

技术方案：本发明的空气传压式磁流变阻尼器包括主件和附件两部分，主件包括主件外筒、主件活塞、缸体和主件活塞杆，附件包括左、右弯管、一个变间隙的阻尼管道和电磁线圈；在主件中，主件外筒的右端与右密封套筒连接，右密封套筒上面有一个螺纹孔道与附件中的右弯管连接；主件活塞杆穿过右密封套筒与中间有螺栓孔的连接板连接，在主件活塞杆与右密封套筒之间有橡胶密封圈，在主件的左侧的左密封套筒上面有一个螺纹孔道与附件的左弯管连接，在左密封套筒上有一螺栓孔，与外界装置相连接；主件活塞左右两侧的腔体分别与附件的左弯管、右弯管贯通连接，形成气体传压通道；附件中左弯管、右弯管与中间变间隙的阻尼管道采用螺纹套管连接，变间隙的阻尼管道的中部缠绕电磁线圈，在变间隙的阻尼管道内两个活塞之间充满磁流变液，在两个活塞外侧有两个限制活塞行程的限位器，在附件的外筒上面有两个液体注入口，磁流变液通过注入口注入变间隙的阻尼管道中，注入口上面有密封性良好的螺帽。

附件的电磁线圈连接可调电源，根据不同的激励可以改变输入电流，从而产生不同的阻尼力。

可以通过改变电磁线圈的匝数、磁流变液的种类、阻尼管道的长度或内径来调整阻尼器的最大出力。

本装置能够通过外界的作用力推动主件活塞往复运动，活塞通过挤压缸体中的空气，传递作用力到附件中磁流变液外侧的活塞上，最终推动磁流变液的运动。同时根据不同的激励可以改变输入电流，进而改变磁流变液的动力粘度，产生不同大小的阻尼力。

当设计空气传压式磁流变阻尼器时，能够根据其应用场合确定最大阻尼力，可以通过改变外加线圈的匝数、磁流变液的种类、阻尼管道的长度和阻尼管道孔洞的直径达到所需求的最大阻尼力，从而保证了阻尼器良好的可调性和适用性。

外界的作用力引起主件中的活塞往复运动，挤压缸体中的空气从而推动附件中磁流变液往复运动，无需整个腔体灌满磁流变液来传递力量，从而避免了传统的磁流变阻尼器和流体阻尼器在主件中的活塞杆和外筒接触处易发生渗漏的问题。

该装置仅需在变间隙的阻尼管道中灌注少量磁流变液，避免了在主件中大量使用磁流变液，从而大大节约了昂贵磁流变液的使用，降低了该装置的造价。

有益效果：本发明的空气传压式磁流变阻尼器为智能减振装置，具有减震效果卓越、防渗漏能力强、价格低廉、构造简单、安装拆卸方便、适用范围广的优点；同纯磁流变阻尼器相比，该空气传压式磁流变阻尼器中使用空气传递外界作用力，该设计解决了磁流变阻尼器的渗漏问题；同时仅在附件变间隙的阻尼管道中使用磁流变液，节约了大量的磁流变液，大大降低了磁流变阻尼器的造价。该阻尼器可广泛用于航空航天、机械、车辆和土木等工程减振应用中。

附图说明