[发明专利]一种自复位磁流体阻尼器

说明书

技术领域

本发明涉及磁流体阻尼器技术领域，具体涉及一种自复位磁流体阻尼器。

背景技术

地震是人类长期以来面临的一种重大自然灾害，造成大量人员伤亡以及建筑物的破坏或倒塌。当建筑物遭遇高于本地区设防烈度的强地震作用时，即使保持了结构的整体完整性，但由于变形过大、部分构件的严重破坏而需要大范围的加固修复，甚至只能推倒重建造成了巨大的浪费，影响了人们的正常生活。为此出现了一种新型的分灾控制体系—自恢复功能结构，不仅能够消耗地震传输给主结构的能量，实现分灾功能，控制结构局部失效模式的出现，而且震后能够很快的恢复其正常使用功能，帮助人们尽快恢复正常生活，如自复位摇摆墙结构体系及自恢复耗能支撑体系、自复位阻尼器等。

目前自复位构件主要有形状记忆合金自复位阻尼器、预应力钢筋的自恢复耗能支撑。形状记忆合金自复位阻尼器充分利用了形状记忆合金的超弹性性能，旗形滞回曲线饱满，减少甚至消除了残余变形，但是形状记忆合金的性能受温度影响，并且在变形后需要通过对形状记忆合金加热才能使其恢复到变形前的状态，升温可能会对阻尼器的其它组件产生不利影响；采用预应力钢筋的自恢复耗能支撑由于预应力钢筋弹性变形小的缺点，满足不了典型框架结构层间位移的需求。已有研究表明，当结构震后的残余变形角大于0.5％时，结构的维修成本便大于重建成本。在磁场的作用下,磁流变液可以在毫秒级的时间内由流动性良好的牛顿流体转变为高粘度、低流动性的Bingham粘塑性体,制成的磁流变阻尼器具有出力大、能耗低、响应快等优点，但传统的磁流体阻尼器没有复位能力，不能提供复位力，通常震后具有较大的残余变形；由于传统的磁流变阻尼器中磁流变流体的粘度低，在无外部能源的情况下，其阻尼力非常小，同时地震灾害对土木结构的破坏性较大，所以在地震中控制系统极有可能出现故障而使外部能源无法施加到阻尼器装置上使阻尼器的控制失效，现有大多数磁流变阻尼器工作时电流较大，线圈存在散热问题。

因此，需要提供一种自复位磁流体阻尼器，能够解决现有自复位形状记忆合金阻尼器性能受温度影响以及变形后需加热才能恢复到变形前状态的问题，以及预应力钢筋弹性变形小以及传统磁流变阻尼器震后残余变形大且需要外部能源输入的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种自复位磁流体阻尼器，阻尼器活塞挤压磁流变液克服在永久磁场作用下“固化”的剪切屈服力提供阻尼力，受压的弹簧不仅可以作为复位材料提供恢复力而且叠加后的弹簧在工作时具有一定的耗能能力。弹簧变形后不需要采取任何措施即可恢复到变形前的状态，而且能够弥补预应力钢筋变形小的缺点。

为解决上述技术问题，本发明采用下述技术方案：

一种自复位磁流体阻尼器，包括外管、内管、外管内套管、内管外套管、阻尼器活塞、磁流变液、永久磁铁、隔磁环、密封端板、左侧弹簧和右侧弹簧，所述外管的中间的内壁上向内设置有第一凸台，所述外管的两端向内设置有外管固定挡板，所述外管固定挡板为中间开有圆孔的圆形挡板，所述第一凸台与外管固定挡板之间的外管的内壁上固定设置外管内套管，所述外管内套管靠近第一凸台的一端设置有第二凸台。

所述外管两端设置有与外管固定挡板相对应的内管固定挡板，所述内管固定挡板为圆环形挡板，所述内管的外壁上固定设置内管外套管，所述内管外套管的中间设置有第三凸台，所述第三凸台上中心对称设置有两个孔隙。

所述第三凸台外壁的中心处套设永久磁铁，所述永久磁铁外套设隔磁片，所述永久磁铁和隔磁片的左右两侧固定设置阻尼器活塞，所述阻尼器活塞卡设在孔隙内，所述阻尼器活塞的左右两侧固定设置密封端板，所述密封端板卡设在第一凸台和第二凸台之间，所述阻尼器活塞与密封端板之间的密封空间内填充磁流变液。

所述第三凸台与内管固定挡板之间的内管外套管的外壁上分别套设左侧弹簧和右侧弹簧，所述左侧弹簧和右侧弹簧的两端分别设置弹簧内侧挡板和弹簧外侧挡板，所述弹簧内侧挡板和弹簧外侧挡板套设在内管外套管的外壁上，所述弹簧内侧挡板卡设在第二凸台和第三凸台的外侧。弹簧内侧挡板和弹簧外侧挡板用来连接弹簧、挤压弹簧并传递内管和外管与弹簧之间的力。

优选地，所述内管的左端固定设置内管连接板，所述外管的右端固定设置外管连接板。内管连接板和外管连接板给左侧弹簧和右侧弹簧施加初始的压缩变形，从而使内管和外管形成一个整体。

优选地，所述阻尼器活塞与第一凸台之间1mm空隙。该空隙即为阻尼通道，空隙里的磁流变液在永久磁铁的作用下固化，在内管和外管发生相对移动时，阻尼器活塞挤压磁流变液通过阻尼通道产生阻尼力耗散能量。