[發明專利]雙彈簧式磁流變減振器

有效

• 申請號: 201710197688.0
• 申請日: 2017-03-29
• 公開（公告）號: CN106812859B
• 公開（公告）日: 2018-11-23
• 發明（設計）人: 鄧華夏;韓光輝;王明嫻;于連棟;張進;馬孟超;鐘翔
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: F16F9/53
• 分類號: F16F9/53;F16F9/50
• 代理公司: 合肥金安專利事務所(普通合伙企業) 34114
• 代理人: 金惠貞

本發明涉及雙彈簧式磁流變減振器。包括兩個剛度不同的彈簧、同軸套設在活塞桿上的內缸體和外缸體，內缸體和外缸體內分別設有磁流變液；內缸體內的活塞桿上套設有內勵磁線圈形成內活塞；外缸體內的內缸體外周上套設有外勵磁線圈形成外活塞；外缸體的外周連接著被減振物放置件；兩個不同剛度的彈簧根據被減振對象和振源特點，在有效減振范圍內，實現所述外缸體相對內缸體靜止或發生較小位移。本發明的雙出桿結構，不會形成欠壓或工作缸內壓力不穩定等問題；本發明的加工工藝性良好；采用螺釘安裝連接，易于裝配和維護。

技術領域

本發明屬于振動控制技術領域，可用于物體的隔振與減振，本發明涉及一種磁流變減振器。

背景技術

磁流變液是一種流變特性隨磁場變化而變化的功能材料，其基本特征是：在無外加磁場作用時，磁流變液呈現自由流動的牛頓流體狀態；在受到外加磁場作用下，磁流變液在毫秒級時間內可由流動狀態良好的液態轉變成類固態，其粘度在極短時間內增大多個數量級，呈現出粘塑性流體特性，并表現出一定的抗剪切屈服能力，且剪切屈服應力隨外加磁場強度的增大而增大。在撤去磁場后，磁流變液又由類固態轉變成液態，這種轉變連續、迅速、可逆、可控。

用磁流變減振器控制結構振動是近年來興起的振動控制技術研究熱點之一，它是一種阻尼可控器件，其內部的阻尼介質為磁流變液。傳統形式的減振器阻尼不可變或者阻尼可變范圍較小，而磁流變減振器的阻尼能夠進行大范圍可控變化，且結構和控制都較簡單，所以磁流變減振器以其安全可靠且結構簡單的特性，取代傳統形式的減振器是一個新的發展趨勢。

科學儀器和設備不斷朝著高精尖方向發展，無論是用于加工的設備還是用于檢測的儀器，它們對客觀環境的要求都越來越高，其中對微振動的控制的要求達到了前所未有的高度。因此，在對這類儀器和設備進行設計和使用時，對微振動控制技術提出了苛刻的要求。微振動通常意義上是指低水平或低幅值的機械振動或擾動，其振動頻率范圍在1Hz到1kHz之間，在飛行器等敏感設備中，微振動的主要振動頻率范圍為0.1Hz到300Hz。一般將高于30Hz的微振動看作是高頻干擾，低于30Hz的微振動看作是低頻干擾。

目前，發明使用的磁流變減振器分為單出桿磁流變減振器和雙出桿磁流變減振器，主要使用在汽車、輪船、建筑物等大型設備和大振幅振動場合中，此類磁流變減振器的尺寸大，阻尼通道截面積大，輸出阻尼力大，不適用于小質量、小體積被減振對象以及微振動環境。雙出桿磁流變阻尼器的活塞桿從磁流變液缸體兩端伸出，結構簡單，無需使用補償氣囊，但是由于工作時活塞桿的運動占用的軸向空間較大，在一定程度上減少了磁流變阻尼器工作行程。這類雙出桿磁流變阻尼器和彈性元件一起組成的雙出桿磁流變減振器在通過縮小尺寸以適應微振動環境時，由于微振動振動頻率低，振動振幅小，加上阻尼通道截面積小，磁流變減振器無法提供足夠的阻尼力達到對微振動進行控制的目的。而且，由于這類雙出桿磁流變減振器模型為阻尼元件和彈性元件并聯，不具有變剛度特性，固有頻率不可以進行改變，在進行微振動控制時，適用范圍受到振源頻率的限制。本發明使用雙彈簧結構，在磁流變阻尼器工作時，彈簧的形變可以提供線性變化的彈性力，而且兩個不同剛度的彈簧的配合可以實現變剛度，達到改變雙彈簧式磁流變減振器的固有頻率的目的，可以實現很好的減振效果，特別是適用于微振動的控制。

發明內容

為了解決現有磁流變減振器在減振過程中減振效果差的問題及磁流變減振器在無磁場或恒定磁場強度情況下其輸出力不能改變等問題，本發明提供一種雙彈簧式磁流變減振器。

本發明的技術解決方案如下：

雙彈簧式磁流變減振器包括兩個剛度不同的彈簧、同軸套設在活塞桿12上的密閉的內缸體5和密閉的外缸體6，內缸體5和外缸體6內分別設有磁流變液；

所述兩個剛度不同的彈簧為小剛度彈簧2和大剛度彈簧8；