[发明专利]一种刚度可调节的磁流变弹性体减震器及其制备工艺

说明书

本发明涉及软体驱动技术领域，特别涉及一种刚度可调节的磁流变弹性体减震器。该减震器先通过纺织技术得到磁流变弹性体，然后将磁流变弹性体通过编织技术得到织物，最后将织物卷绕后制得，其中，所述磁流变弹性体是利用微流控纺丝技术制备的以热塑性弹性体溶液为皮层，磁流变液及热塑性弹性体溶液为芯层的皮芯结构的磁流变弹性纤维，其中，磁流变液采用间歇填充的方式填充至芯层中。本发明还提供一种刚度可调节的磁流变弹性体减震器的制备工艺，该制备工艺不仅制备方法简单，且通过本发明的制备工艺得到的磁流变弹性体减震器，具有电磁屏蔽功能，可有效防止磁流体中磁性颗粒的沉降、磁致效应高、减震效果佳，刚度可调，同时可保证有较高的磁致效应，可用于减震、隔振等装置中，值得被广泛推广应用。

技术领域

本发明涉及软体驱动技术领域，特别涉及一种刚度可调节的磁流变弹性体减震器及其制备工艺。

背景技术

众所周知，减震技术按照是否由外部能源输入可分为主动减震、被动减震和混合减震，在被动减震技术领域有缸体减震(油缸、气缸等)、刚性弹体减震(螺旋结构弹簧、簧片等)和柔性弹性体减震(硅橡胶等)，在减震控制上被动减震技术不易被控制且控制精度差。研究发现通过磁场对材料的刚度进行主动调控，可以实现实现阻尼的精确控制。此类材料被称为磁流变材料。

磁流变材料是通过将微纳米级的软磁性粒子分散在不同的载体中制备而成的一种智能软材料，其流变性能可以随外加磁场进行连续、快速、可逆地变化，在主动和半主动振动控制领域具有广阔的应用前景。磁流变液是最早发展起来的一类磁敏智能软材料，一般是由微米级的铁磁性粒子掺入到非磁性液体中制备而成的颗粒悬浮体系，施加磁场后，磁流变液会迅速地从类似于牛顿流体的液态转变成类固态，表观黏度在磁场的调控下可以发生几个数量级的变化，表现出显著的磁致效应。但是由于铁磁性粒子与基体之间存在较大的密度差，磁流变液在使用过程中存在颗粒沉降的问题。为了彻底解决颗粒沉降问题，人们用弹性体材料替代非磁性液体连续相，制备了磁流变弹性体。

磁流变弹性体是一种将微米级磁性颗粒分散到聚合物弹性体中制备而成的磁控智能材料，具有优异的磁控力学特性。磁致形变和磁致模量是磁流变弹性体一项重要的磁控力学特性，在磁场下磁流变弹性体的力学性能能够发生连续、迅速、可逆的磁致形变,在柔性传感、软体机器人、柔性驱动等方面具有优异的应用前景。磁流变弹性体的力学性能的变化主要源自于磁性颗粒，颗粒在磁场下形成的磁相互作用力能够在磁流变弹性体内部形成不均匀的磁力矩，从而驱使磁流变弹性体发生一定的形变和模量的变化。虽然，磁流变弹性体相较于传统的磁流变液在减震器中的应用中，可解决磁性颗粒沉降，维护成本高的技术问题。但是，现有的磁流变弹性体由于受弹性体的影响，相较于磁流变液来说，其磁致效应较低，同时由于磁流变弹性体通常的形态为块状或者薄膜状，很难满足很多实际应用的要求。

在舰船、军用汽车等装备上使用的电子设备一般要求具有高的电磁兼容性，尤其是在存在信号发射和接收等通讯应用的场合。由于某些电子设备内部器件耐震性能差，需要采取减震措施，实现电子设备器件的保护。目前，大部分屏蔽机箱均不具备减震功能，难以满足舰船、军用汽车等装备上的使用。

如专利CN 112943838 A公开了一种刚度和强度可调节的磁流变弹性体减震器，包括上下对称设置且相互连接的磁流变弹性体，两个磁流变弹性体内部均缠绕设，置有线圈，两个线圈均与外部可调直流电源连接，通过调整外部可调直流电源输出电流大小，使得两个线圈得电后产生的磁场发生变化，在磁场作用下磁流变弹性体内部铁磁颗粒被磁化，根据磁化程度不同，磁流变弹性体刚度强度也随之改变，从而调节减震器的刚度和强度。与现有技术相比，该专利能够在不改变减震器形状的前提下，方便地对减震器刚度和强度进行调节，从而适应更多应用场合、产生更好的减震效果。