[发明专利]一种由阶梯型活塞缸构成的磁流变阻尼器

权利要求书

1.一种由阶梯型活塞缸构成的磁流变阻尼器，其特征在于，包括左侧吊环(1)、活塞杆(2)、阻尼器左端盖(3)、密封圈(4)、活塞缸缸体(5)、散热层(6)、卡簧(7)、绝缘垫圈(8)、电磁线圈铁芯(9)、电磁线圈(10)、引线(11)、密封圈(12)、右侧吊环(13)、螺钉(14)，所述散热层(6)固定在活塞缸缸体(5)外侧；所述阻尼器左端盖(3)通过螺钉(14)连接至所述活塞缸缸体(5)的左侧；所述活塞杆(2)上设置有所述电磁线圈铁芯(9)并贯穿于所述活塞缸缸体(5)；所述电磁线圈铁芯(9)设计有两个凹槽，两个所述凹槽外围均匀缠绕有电磁线圈(10)；所述活塞杆(2)左右两侧设置有左侧吊环(1)和右侧吊环(13)，其中，

所述活塞缸缸体(5)内侧采用阶梯结构，设置有三种从中间向两侧半径逐渐离散减小的第一内圆面(A)、第二内圆面(B)和第三内圆面(C)，且在所述第一内圆面(A)与第二内圆面(B)以及所述第二内圆面(B)和所述第三内圆面(C)的过渡处设计有截面成S型的过渡型曲面(S)，所述过渡型曲面(S)的截面形状采用遗传算法及多项式拟合的原理确定：通过假定出4阶以及6阶多项式的形式，将参数作为种群中的个体，将撞击产生的能量最小作为优化的目标，利用遗传算法确定出各个参数的值，进而设计出符合优化目标的曲面，具体步骤包括：

S1、建立数学模型：确定限制条件、目标函数及终止遗传迭代数；

S2、采用二进制编码方式对实际问题进行编码操作进而产生个体及初始种群；

S3、将目标函数映射到适应度函数上并基于此评估个体的适应度值；在目标函数具有严格的单调递增性时，目标函数与适应度函数相同；在目标函数递减时，目标函数与适应度函数互为倒数；

S4、通过数次选择、单点交叉、及基本位变异的生物进化机制原理得到新的种群；

S5、筛选出最优个体；

S6、解码，将数学上的最优解结论转变为实际问题中的最优解。

2.根据权利要求1所述的一种由阶梯型活塞缸构成的磁流变阻尼器，其特征在于，所述步骤S1目标函数的建立步骤为：

S11：将曲面的横截面S曲线可用多项式表示：

S:f(x)＝a₀+a₁x+a₂x²+…+a_nxⁿ

其中，a₀、a₁、……a_n分别为多项式中每一项的系数；

S12：阻尼器的阻尼力计算公式为：

F为输出阻尼力；F_η为黏滞阻尼力；F_τ为库仑阻尼力；f₀为摩擦阻尼力，其中：

η为动力黏度；L₁为剪切有效长度；D为活塞直径；h为工作间隙；τ_y剪切屈服应力；S为活塞有效面积，S的计算公式如下：

d为活塞杆直径；

S13：工作间隙h为待定系数的函数，磁流变阻尼器的工作间隙一般设置为0.2mm～1mm之间，考虑到两级递减，故要求：

h＝f(a₀,a₁,a₂,…a_n)≤1mm

S14：设磁流变阻尼器在工作过程中对于壁面的冲击力为P，

故以最小的冲击力以及最大的阻尼力为最终的优化目标：

约束条件为：

3.根据权利要求1所述的一种由阶梯型活塞缸构成的磁流变阻尼器，其特征在于，所述S4中，所述数次选择轮盘赌选择方法，具体步骤为：

S41、计算每一个个体的适应度值：fitval(i)；

S42、计算群体的适应值总值：

S43、则每个个体被选择的概率为：

S44、计算每个个体的累计概率：

S45、在0到1的“轮盘中”生成随机数r；0≤r≤1

若Ap_i-1r≤Ap_i；则选择第i个个体进入下一代遗传。