[發明專利]一種變剛度磁流變阻尼器及其控制方法

有效

• 申請號: 201710583259.7
• 申請日: 2017-07-18
• 公開（公告）號: CN107387651B
• 公開（公告）日: 2019-05-10
• 發明（設計）人: 黃惠;錢景;章志超;陳淑梅;杜恒
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: F16F13/30
• 分類號: F16F13/30
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊;鐘茜

本發明涉及一種變剛度磁流變阻尼器及其控制方法，包括內外活動連接的內阻尼器和外阻尼器，以及一彈簧；所述彈簧的一端固定于支座上，另一端固定于外阻尼器的外缸筒上；所述內阻尼器的內缸筒一端伸入至外阻尼器的外缸筒的缸體內，與外阻尼器的外活塞固定連接，并且所述內阻尼器的內缸筒的另一端與外部負載連接。本發明的有益效果在于：本發明采用內外阻尼器結合，外活塞與內缸筒一體化，輸出力由兩部分并聯組成，可以增加阻尼器最大輸出力和動力可調系數，并且結構更為緊湊，阻尼器長度大為縮減，適用于更多對安裝空間有要求的場合，適用于需變剛度變阻尼力的減振場合。

技術領域

本發明涉及一種變剛度磁流變阻尼器控制方法。

背景技術

磁流變液（MRF）作為一種功能材料，其具有可逆性和可控性，同時其熱穩定性好、工作溫度范圍廣、響應速度快等特點能充分滿足工程應用的要求，因此，磁流變液被廣泛應用于新型機械器件的研究中，如離合器，制動器，減振器，拋光裝置等，在車輛工程、機械工程、土木工程及航空航天等領域都具有很好的應用前景。

磁流變液阻尼器是MRF研究最集中、進展最快的應用領域。磁流變阻尼器就是通過控制磁流變液的流變特性來控制阻尼器中阻尼液的黏度，從而控制阻尼器阻尼大小，是一種半主動振動控制，是通過改變自身特性來適應不斷變化的振動情況，其通過傳感器檢測被測物的動力反應及載荷信息，反饋給控制單元，通過控制單元來控制減振機構的剛度及阻尼的改變，從而很好的適應不斷變化的振動情況。到目前為止，MR阻尼器已在汽車懸掛系統、假肢、卡車座椅、滾筒洗衣機、武器系統、橋梁斜拉索及海洋平臺等減振方面得到初步的應用。

磁流變阻尼器替代傳統阻尼器件，可實現阻尼連續可調，從而很大程度上的提高減振效果，增加平穩性。但普通的磁流變阻尼器只是單單能夠改變阻尼的變化，由于一些彈性元件的剛度己經固定，無法調節。磁流變阻尼器能夠改變阻尼的變化，提高減振的效果。但如果懸掛系統的阻尼與剛度同時連續可調，將會使得減振的效果顯著的提高，調節范圍也更加的廣泛。

對于目前磁流變阻尼器，主要存在以下問題：

1）傳統的磁流變阻尼器可以隨控制電流的變化來改變阻尼的大小，卻不可改變剛度的大小。在本構模型的分析中，將傳統磁流變阻尼器看做是由一個回環、一個線性彈性元件、一個可調節阻尼元件并聯而成。回環的作用是用來描述遲滯現象，并不影響其剛度的大小。在傳統簡單磁流變狙尼器中，系統剛度等于模型中單個線性彈寶的剛度，且為一定值，所能夠改變的只有隨磁流變液粘度變化而改變的阻尼。對于一個用來控制振動的系統，在實現阻尼可變滯后，需進一步實現其剛度變化，以達到更佳的減振效果。

2）雖然現已提出了變剛度變阻尼動力系統模型，其模型是由可變阻尼單元與線性彈簧串并聯組合構成，施加開關控制，可改變系統的剛度和阻尼。但變剛度變阻尼機構主要依據兩個磁流變阻尼器進行阻尼調節，從而改變系統等效剛度。實驗顯示此機構具有可變剛度變阻尼的性能，但該系統體積龐大，不是一個獨立的減振器件，工程化應用十分困難。

3)評價一個磁流變阻尼器的最主要的指標就是在相同體積大小下阻尼器的最大出力和動力可調系數。單電流控制在這兩方面已受到限制，只能從結構參數優化上對此有稍微的改變，不能大幅度的提高這兩個指標參數，所以需尋求兩個阻尼器并聯一體，雙電流單獨控制以增大最大出力及動力可調系數。

發明內容

本發明的目的是針對以上不足之處，提供了一種變剛度磁流變阻尼器及其控制方法，實現變剛度變阻尼力的可控調節。

本發明解決技術問題所采用的方案是：一種變剛度磁流變阻尼器，包括內外活動連接的內阻尼器和外阻尼器，以及一彈簧；所述彈簧的一端固定于支座上，另一端固定于外阻尼器的外缸筒上；所述內阻尼器的內缸筒一端伸入至外阻尼器的外缸筒的缸體內，與外阻尼器的外活塞固定連接，并且所述內阻尼器的內缸筒的另一端與外部負載連接。