[实用新型]一种能量可控的磁力互斥互吸型纳米吸能结构

说明书

一种能量可控的磁力互斥互吸型纳米吸能结构，包括由导磁金属制成的基板，包覆在基板上表面的由高弹性的高分子材料制作的外壳，设置在外壳内将外壳与基板围成的腔体分隔成上腔体和下腔体的由高弹性的高分子材料制作的中间隔层以及设置在基板下表面的由导磁金属制成的电极，所述上腔体为磁粉腔，下腔体为气体腔；将带有正电荷的纳米磁粉填充物填充满磁粉腔，同时在气体腔内填充气体，形成一种能量可控的磁力互斥互吸型纳米吸能结构；该吸能结构具有优良的耐用性，并可有效应对不同的振动和冲击情况，从而实现针对不同场合的能量可控可调；该磁力互斥互吸型纳米吸能结构制造简单，成本低廉，调节性好，在各种工业场合具有广阔的应用前景。

技术领域

本实用新型涉及一种吸能结构，具体涉及一种能量可控的磁力互斥互吸型纳米吸能结构。

背景技术

工业生产中很多地方会产生较强的冲击和振动，如果不对这些冲击和振动进行处理吸收，将会对工业设备的正常使用造成巨大影响。在不同的工业场合，冲击和振动的大小和频率都是不同的，这些地方对缓冲冲击用的高性能吸能材料或结构提出了更高的要求。

目前在工业领域内最常使用的吸能缓冲结构为可实现较大弹性变形的结构，如减震垫、弹簧、板簧、碟簧或其他多孔结构。而在能源动力、船舶以及汽车制造等领域，研究人员多使用蜂窝夹芯结构来吸收冲击所带来的能量，从而达到保护目标结构的目的。这种蜂窝夹芯结构在受到大冲击的时候会发生坍塌破碎，不能自动恢复成原状态。当这种蜂窝夹芯结构受到多次冲击后，内部结构将会彻底失效，从而失去减振吸能的效果。在多次冲击后，轻者该蜂窝夹芯结构破损失效，重者会导致工业设备受到严重冲击而引发生产事故，给国家和人民造成巨大损失。

优良的吸能结构应该具有以下特性：

1.能量可控。针对不同大小和频率的冲击，能够转换不同的吸能方式，使其有效应对不同工况的冲击。

2.耐用性。优良的吸能结构应该具有足够的耐用性，在受到多次冲击后，其吸能效果不会降低。

3.可自动恢复。在受到多次冲击后，内部结构不会发生破损，且当载荷卸载后能够自动恢复。

4.多重吸能效果。吸能效果具有多重性，采用不同的吸能方式组合吸能，提高吸能的高效性和对不同工业设备吸能的适应性。

为了保证机械工业设备的安全工作，研究一种耐用性高，并可控制能量吸收情况的新型吸能结构具有重要意义。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种能量可控的磁力互斥互吸型纳米吸能结构，该磁力互斥互吸型纳米吸能结构具有优良的耐用性，并可有效应对不同的振动和冲击情况，从而实现针对不同场合的能量可控可调；该磁力互斥互吸型纳米吸能结构制造简单，成本低廉，调节性好，在各种工业场合具有广阔的应用前景。

为了达到以上目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种能量可控的磁力互斥互吸型纳米吸能结构，包括由导磁金属制成的基板3，包覆在基板3上表面的由高弹性的高分子材料制作的外壳1，设置在外壳1内将外壳1与基板3围成的腔体分隔成上腔体和下腔体的由高弹性的高分子材料制作的中间隔层2以及设置在基板3下表面的由导磁金属制成的电极4，所述上腔体为磁粉腔5，下腔体为气体腔6；将带有正电荷的纳米磁粉填充物填充满磁粉腔5，同时在气体腔6内填充气体，形成一种能量可控的磁力互斥互吸型纳米吸能结构。

所述高弹性的高分子材料为高分子改性橡胶或纤维增强橡胶。

所述导磁金属为钢或铁。

所述带有正电荷的纳米磁粉填充物为纳米三氧化二铁磁粉、纳米四氧化三铁磁粉或纳米二氧化铬磁粉。

所述气体腔6内填充的气体为氢气、氮气或空气。

所述外壳1的形状为半椭球形、鼓形、半球形或四面体形。