[發明專利]一種基于磁流變塑性體的智能聲子晶體隔震器

有效

• 申請號: 201711088629.6
• 申請日: 2017-11-08
• 公開（公告）號: CN108050189B
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發明（設計）人: 于國軍;文茜茜;蘇波;操禮林;孫虎
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: F16F7/00
• 分類號: F16F7/00;F16F9/53
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種基于磁流變塑性體的智能聲子晶體隔震器，涉及隔震減振技術領域，包括上蓋板、下蓋板、導磁鋼質柱芯、導磁支撐內環柱、導磁支撐外環柱、線圈、隔磁銅柱、隔磁環柱、隔磁套筒、螺栓、上承托板、下承托板、隔磁墊片；磁流變塑性體和工作導磁鋼筒間隔布置，形成一維水平向周期結構的聲子晶體，導磁鋼質柱芯、一維水平向聲子晶體結構、導磁支撐內環柱、上蓋板、導磁支撐外環柱、下蓋板共同形成磁場閉合回路。本發明可為土木或機械工程行業在遭遇振動激勵時進行更有效的隔震減振，其基于磁流變塑性體引入了一維水平向聲子晶體結構形式，在磁場的作用下磁流變塑性體表現出可調的流變性質，從而實現對振動激勵的智能阻隔。

技術領域

本發明主要涉及結構隔震減振技術領域，涉及一種基于磁流變塑性體的用于阻隔振動的一維水平向智能聲子晶體隔震器。

背景技術

為了抵抗地震的破壞，傳統建筑物抗震技術是通過增大梁柱截面尺寸、增加梁柱配筋和提高建筑材料強度等方法來實現，但這種以剛克剛的方法會導致結構剛度越大，向上部結構傳遞的地震作用越強的結果。而“以柔克剛”的建筑隔震技術不同于傳統的抗震技術，目前工程上最常用的是疊層橡膠支座隔震系統在基礎和上部結構之間，并設置專門的橡膠隔震支座和耗能元件例如阻尼器等，形成剛度很低的柔性底層，以延長整個結構體系的自振周期、增大阻尼，減少輸入上部能量的地震能量，達到預期防震要求，但這種方式屬于被動控制，不能人為地對外部的振動激勵做出反應。

磁流變塑性體(Magentorheological Plastomers，簡稱MRP)是一類將微米級軟磁性顆粒均勻分散在塑性高聚物基體中制備而成的新型磁敏智能軟材料。磁流變塑性體類似于橡皮泥，克服了磁流變液的顆粒沉降問題且具備磁流變彈性體出力大的特性。其高磁敏性、磁控阻尼性能使得磁流變塑性體廣泛應用于阻尼器、隔震器的設計中。

聲子晶體是由兩種或兩種以上彈性材料組成，具有彈性波禁帶特性的周期性復合結構。彈性波在聲子晶體中傳播時會形成彈性波禁帶，在禁帶頻率范圍內，彈性波的傳播將會受到抑制。近年來，各國學者對于聲子晶體的帶隙調控做了很多有益的探索。從最初的調整幾何結構(散射體形狀和晶格結構)實現帶隙調控到利用智能材料的流變性質來實現調控聲子晶體的能帶結構。本發明將磁流變塑性體和聲子晶體結構形式結合到一起，為振動控制領域提供新的思路。

中國專利(申請號201410366130.7)公開的“一種圓形套筒式聲子晶體隔振器”分三級引入聲子晶體結構，增加了隔振單元的周期數，但聲子晶體帶隙不可調，仍屬于被動控制的范疇；中國專利(申請號201410421507.4)公開的“集成多層磁流變彈性體和磁流變阻尼器的新型智能隔振器”將阻尼器和隔振器并聯或串聯連接，其剛度和阻尼變化范圍較大，但只限制在磁流變材料的使用。本發明采用磁流變塑性體材料，在磁場改變時，磁流變塑性體表現可調的抗震能力，同時一維聲子晶體結構的設計使得一定范圍內的震動波被“吸收”，從而設計的隔震器有雙重意義上的隔震效果。

發明內容

針對現有技術存在的技術問題，本發明提出一種基于磁流變塑性體的智能聲子晶體隔震器，克服了傳統磁流變液材料顆粒沉降的問題，同時具備磁流變彈性體出力大的特性；與現有智能隔震器相比，本發明構造簡單，制作方便，容易控制。

本發明通過如下技術方案得以實現的：

一種基于磁流變塑性體的智能聲子晶體隔震器，包括上蓋板、下蓋板、導磁鋼質柱芯、導磁支撐內環柱、導磁支撐外環柱、線圈、隔磁銅柱、隔磁環柱、隔磁套筒、螺栓、一維水平向聲子晶體結構、上承托板、下承托板和隔磁墊片；

所述上蓋板上表面與上承托板之間布置隔磁墊片；所述上承托板、隔磁墊片和上蓋板通過螺栓連接；所述上蓋板下表面與導磁支撐內環柱上端部連接；所述導磁支撐內環柱結構為圓環狀；所述導磁支撐內環柱下端部與隔磁環柱連接；所述上承托板、隔磁墊片、上蓋板、導磁支撐內環柱、隔磁環柱組成隔震器的上部結構；