[發明專利]閥控恒磁磁流變阻尼器

有效

• 申請號: 201210401039.5
• 申請日: 2012-10-19
• 公開（公告）號: CN102889331A
• 公開（公告）日: 2013-01-23
• 發明（設計）人: 徐龍河;戚艷紅;李忠獻
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: F16F9/53
• 分類號: F16F9/53;F16F9/32
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 朱印康

技術領域

本發明屬于磁流變阻尼器技術領域，特別涉及一種閥控恒磁磁流變阻尼器。

背景技術

振動是一種常見的物理現象，隨著科技的不斷進步，在建筑結構、交通、機械等領域出現的振動問題引起人們的日益關注。為了有效克服和避免各種不利的振動，國內外學者先后提出了被動式、主動式和半主動式等振動控制系統。半主動控制是目前結構振動控制領域性價比最高、最具應用前景的控制技術，它將主動控制的思想和被動控制策略完美結合，在實施控制的同時節約了控制能源，并同時達到接近主動控制的效果，而且控制過程穩定可靠。

近年來以磁流變液為代表的新型智能材料的應用為半主動控制技術的發展注入了新的活力。磁流變液主要是由非導磁性液體和均勻分散于其中的高磁導率、低磁滯性的微小磁性顆粒組成，為了保證其懸浮穩定性，通常還包括適量的外加劑。在磁場作用下，磁流變液可在瞬間內（10毫秒左右）由流動性能良好的牛頓粘滯流體變為半固體，且這種變化連續、可控、可逆。1948年，美國工程師Rabinow首先發現了這種磁流變效應，并據此設計了磁流變離合器。磁流變阻尼器具備出力大，響應迅速，阻尼力連續可調，結構形式簡單，適應范圍廣泛等諸多優勢，研制至今，被公認為是最具發展前景的半主動控制裝置之一。

現有基于磁流變阻尼器的半主動控制需要通過傳感器采集加速度、速度及位移信號，將這些信號整形、濾波后傳輸至計算機，計算機是整個控制系統的核心部分，根據采集到的響應信息按照一定的控制算法計算確定最優控制力，根據磁流變阻尼器的結構參數，反算電流并由控制電源施加，使得阻尼器的出力盡可能接近主動最優控制力。現有基于磁流變阻尼器的土木工程結構減振控制存在以下問題：（1）在工作周期內，由電源提供磁場，地震作用下一旦電源損壞，阻尼器將變成僅具有很小出力能力的被動控制裝置工作，基于磁流變阻尼器的智能半主動控制將無法實現。且電源需不定期檢查更換，增加了不必要的人力和物力消耗，裝置的整體壽命也因此縮短；（2）在控制中，需要根據傳感器采集加速度、速度、位移的大小和方向，由計算機運算控制算法判定最優控制力進而得到控制電流的大小，最終由控制電源輸出控制，因其結構復雜而增加了裝置的不可靠性。

發明內容

鑒于現有技術中存在的問題，本發明的目的在于為了解決現有的基于控制電源和計算機控制算法的磁流變阻尼器，因其結構復雜而增加的不可靠性的問題，提供一種閥控恒磁磁流變阻尼器，其特征在于，閥控恒磁磁流變阻尼器由缸體1，活塞2、活塞桿7、旁通管10和電液比例伺服閥11構成，所述缸體1的腔體為圓柱形，左右兩端分別由缸體左端面板和缸體右端面板密封，圓柱形的活塞2和活塞桿7同軸，活塞2固接在活塞桿7的中部，活塞2和活塞桿7與缸體1的腔體同軸，活塞2在缸體1的腔體內，活塞桿7的左右兩端分別從缸體左端面板和缸體右端面板的中心圓孔伸出，在缸體左端面板和缸體右端面板的中心圓孔中，用密封環12將活塞桿7與缸體1密封，活塞桿7通過置于缸體左端面板和缸體右端面板的中心圓孔中的軸承13與缸體1構成軸向滑動連接，活塞2的圓柱面與缸體1的腔體壁的圓柱面之間有磁流變液流動間隙9，活塞2將缸體1的腔體分為左腔和右腔，旁通管10的左端與缸體1的左腔連通，旁通管10的右端與缸體1的右腔連通，電液比例伺服閥11串接在旁通管10中，磁流變液8充滿缸體1的左腔和右腔以及磁流變液流動間隙9和旁通管10；

所述活塞2由環形永磁鐵3、2個導磁環4、環形隔磁體5和2個隔磁環6組成，環形永磁鐵3的內徑、導磁環4的內徑和隔磁環6的內徑都與活塞桿7的外徑相等，導磁環4的一端為平面，另一端有一個圓形凹面，所述導磁環4另一端的圓形凹面的直徑和環形永磁鐵3的外徑相等，環形隔磁體5的內徑與環形永磁鐵3外徑相等，導磁環4的外徑、隔磁環6的外徑和環形隔磁體5的外徑相等，環形永磁鐵3同軸固接在活塞桿7上，環形隔磁體5同軸固接在環形永磁鐵3的中部，2個導磁環4凹面相對在環形永磁鐵3左右兩側與活塞桿7同軸固接，一個隔磁環6在左邊的導磁環4的左側與活塞桿7同軸固接，另一個隔磁環6在右邊的導磁環4的右側與活塞桿7同軸固接，環形永磁鐵3與兩側的導磁環4之間無間隙，環形永磁鐵3與環形隔磁體5之間無間隙，環形隔磁體5與兩側的導磁環4之間無間隙，隔磁環6與導磁環4之間無間隙，環形永磁鐵3在磁流變液流動間隙9中產生恒定磁場；所述電液比例伺服閥11的控制信號輸入端與控制器14的控制信號輸出端連接；?

所述缸體1和導磁環4的材料為高導磁材料電工純鐵DT4或45號碳素鋼；

所述環形隔磁體5、隔磁環6和活塞桿7的材料為極低導磁材料304系列不銹鋼；