[实用新型]一种带有磁流变体的刚度可调的周期结构

说明书

本实用新型涉及一种带有磁流变体的刚度可调的周期结构，包括带有周期性或者拟周期性的凹孔的薄膜或者板基体、填充在凹孔中的非磁性的块体和磁流变体，当仅采用二组元形式时，只填充磁流变体、以及用来封装凹孔的树脂层。凹孔在薄膜或者板基体上可以单侧或者双侧布置。薄膜或者板作为基体，当采用三组元形式时，非磁性的块体和磁流变体共同构成一个散射体振子；通过控制施加磁场强度的大小而实时改变磁流变体的物理性能，从而改变周期结构的带隙范围，具有实时主动控制的优点。与传统的隔振相比，这种周期结构可实现结构与隔振系统的一体化设计，并且具有质量轻、隔振频率宽、实时主动控制等优点，在工程隔振领域具有广泛的应用前景。

技术领域

本实用新型涉及一种周期结构，特别是涉及一种带有磁流变体的刚度可调的周期结构。

背景技术

周期结构是一种空间有限的声子晶体，声子晶体的概念是由光子晶体概念演绎而来，两者都是模拟天然晶体原子的排列方式，具有某种周期性结构。由两种或两种以上不同弹性性质的介质在空间周期性嵌套而成、且存在弹性波带隙的复合材料或结构称为声子晶体。存在弹性波带隙是声子晶体最重要的一个特性，产生弹性波带隙的物理机理主要有两种：布拉格散射机理和局域共振机理。这两种带隙的形成都是由于结构周期性和单散射体的Mie散射共同作用的结果，区别仅仅在于是各重复单元的相互作用(周期性)起主导作用，还是单个散射体的共振起主导作用。周期结构的带隙特性可以实现减振降噪。

磁流变体作为一类智能材料，主要由磁性颗粒、载液和添加剂构成，在无外磁场时，磁流变体表现出流体特性；当施加磁场后，磁流变体开始固化，磁性颗粒排列成链状、柱状或者更为复杂的网状结构；当施加的磁场撤消后，磁流变体重新表现出流体特性。磁流变体这种快速的、可逆的转变，使磁流变体在许多领域获得了广泛的应用。人们对于磁流变体性能的研究主要集中在垂直于磁场方向的剪切性能，比如粘度、剪切屈服应力、剪切模量等。

通过控制施加磁场强度的大小而实时改变磁流变体的物理性能，从而改变周期结构的带隙范围。具有实时主动控制的优点。与传统的隔振相比，这种周期结构可实现结构与隔振系统的一体化设计，并且具有质量轻、隔振频率宽、实时主动控制等优点，在工程隔振领域具有广泛的应用前景。

发明内容

技术问题：本实用新型的目的是提供一种带有磁流变体的刚度可调的周期结构。通过在薄膜或者板基体上设置周期性的凹孔，并在其中填充磁流变体和非磁性的块体，通过改变外加磁场的强度而改变磁流变体的物理参数，实现对带隙范围的实时主动控制。可应用于减振隔振领域。

技术方案：本实用新型是一种带有磁流变体的刚度可调的周期结构，该周期结构包括带有周期性或者拟周期性的凹孔的薄膜或者板基体，充填于凹孔中的磁流变体，以及用来封装凹孔的树脂层，分布的形式是二组元或三组元形式。

其中：

所述充填于凹孔中的磁流变体下方还填充有非磁性的块体。

所述填充有非磁性块体或磁流变体的凹孔在薄膜或者板基体上单侧或者双侧布置。

所述的周期结构，组成周期结构的最小的重复单元称为单胞，各单胞之间的排列形状可以是正方形，三角形或其它多边形。

当采用二组元形式时，磁流变体填充满凹孔，截面形状是圆形、椭圆形、矩形或其他多边形。

当采用三组元形式时，在凹孔内远离基体的一侧填充满非磁性块体，凹孔内空余部分填充满磁流变体，截面形状也是圆形、椭圆形、矩形或其他多边形。

所述薄膜或者板基体以及凹孔的材料是橡胶或环氧树脂，非磁性块体的材料是非金属材料或非磁性金属。

所述非金属材料为陶瓷或塑料；非磁性金属为铅、铜、铝、奥氏体不锈钢及其合金。

有益效果：与现有技术相比，本实用新型具有以下优势：