[發明專利]一種超磁致擠壓式磁流變阻尼器自適應方法及阻尼器

有效

• 申請號: 201810212666.1
• 申請日: 2018-03-15
• 公開（公告）號: CN108458031B
• 公開（公告）日: 2019-08-02
• 發明（設計）人: 史嘯天;李鶴;張逸凡
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: F16F9/53
• 分類號: F16F9/53;F16F9/50;F16F9/48;F16F9/36
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 俞魯江

本發明公開一種超磁致擠壓式磁流變阻尼器自適應方法及阻尼器，永磁鐵所產生的磁場分成并聯的兩個磁通回路，其中一個磁通回路中串聯超磁致伸縮棒，利用超磁致伸縮棒受外力影響導致磁導系數的變化，進而影響另外一個磁通回路的磁場變化，最終帶來磁流變液粘滯力的變化，實現阻尼器出力的自適應調節。本發明優點：1、磁路利用率高出力大；2、便于設計優化；3、自適應方法簡單可靠。

技術領域

本發明涉及一種工程結構振動控制技術，具體說就是一種磁流變阻尼器。

背景技術

磁流變體阻尼器是一種以智能材料磁流變體為工作介質的半主動控制阻尼器，通過對輸入電流或電壓的控制，使其加載在磁流變體上的電磁場強度發生改變，進而可以在幾十毫秒時間范圍內使磁流變體的流變性能發生變化，從而能夠提供可控阻尼和剛度。磁流變阻尼器具有毫秒級響應速度、大控制范圍和大阻尼力輸出的特點，已成為工業應用領域優秀的半主動執行器件。目前，磁流變阻尼器已在建筑物及橋梁的減振抗震系統、鐵路機車車輛及汽車懸架系統的減振等方面得到廣泛應用。

鐵磁性材料受到機械力的作用時，它的內部產生應變，導致導磁率發生變化，產生壓磁效應。超磁致伸縮材料是一種新型高效的磁-機轉換材料。它的磁致伸縮系數比傳統材料大2-4個數量級，是重要的能量與信息轉換的功能材料,在傳感器、水聲換能器技術、電聲換能器技術、海洋探測與開發技術、微位移驅動、減振與防振、減噪與防噪系統、智能機翼、機器人、自動化技術、燃油噴射技術、閥門、泵、波動采油等技術領域有著廣泛的應用前景。

根據磁流變阻尼器的工作原理和超磁致材料的特點，有人提出了超磁致磁流變阻尼器。例如:公開號為CN 102817957 A的發明專利申請，在其說明書中公開了“自適應壓磁流變阻尼器”，其不同于傳統磁流變阻尼器通過調節感應線圈的電流來控制阻尼力，而是利用超磁致材料的壓磁效應，當活塞相對缸體位置發生變化時，傳遞給磁致材料的壓力也隨之改變，影響了磁致材料的導磁系數。阻尼通道內的磁場由此重新分布，改變了阻尼器的出力大小，實現了自適應調節。其局限性在于，工作區域磁路與磁致材料串聯，因為磁致材料導磁性低于鐵磁性材料，限制了工作區域的磁通量，導致最大阻尼力偏低；采用磁致伸縮棒連接雙活塞形式，磁致伸縮棒占據了一定的軸向空間，減少了活塞的有效行程；而且由于永磁體固定在缸體上，阻尼器運動時永磁體會與活塞相對位置發生變化，這使得計算阻尼器的出力除了受到磁致材料導磁系數變化的影響。還會受到磁體位置變化帶來的干擾，這給阻尼器的設計與優化帶來困難。

發明內容

本發明針對目前超磁致磁流變阻尼器存在的不足，提出一種超磁致擠壓式磁流變阻尼器自適應方法及阻尼器。

本發明的技術方案為：

一種超磁致擠壓式磁流變阻尼器自適應方法，永磁鐵所產生的磁場分成并聯的兩個磁通回路，其中一個磁通回路中串聯超磁致伸縮棒，利用超磁致伸縮棒受外力影響導致磁導系數的變化，進而影響另外一個磁通回路的磁場變化，最終帶來磁流變液粘滯力的變化，實現阻尼器出力的自適應調節。

所述永磁鐵與超磁致伸縮棒均設置在活塞桿中，并隨活塞桿一起運動。

阻尼器主要包括活塞桿、擠壓盤、超磁致伸縮棒、永磁體和缸體，活塞桿一端伸出缸體外，擠壓盤的端面與缸體兩端面構成擠壓工作面，缸體內充滿磁流變液，擠壓盤內部設有環狀永磁體，分別產生兩個磁通回路，其一為依次通過擠壓盤、擠壓工作面區域、上端蓋、活塞桿、超磁致伸縮棒、活塞桿、下端蓋、擠壓工作面區域、擠壓盤的調節磁場回路；其二為依次通過擠壓盤、擠壓工作面區域、上端蓋、擠壓工作面區域、擠壓盤、擠壓工作面區域、下端蓋、擠壓工作面區域、擠壓盤的工作磁場回路；當活塞桿在外載荷作用下相對缸體做壓縮時，超磁致伸縮棒受到壓縮，其材料的磁導系數減小，導致超磁致伸縮棒中的磁通量向工作磁場回路中流動，增大了擠壓工作區域內的磁感應強度，實現阻尼器出力的自適應調節。