[發明專利]一種回轉式自適應磁流變液減振器

有效

• 申請號: 201810929460.0
• 申請日: 2018-08-15
• 公開（公告）號: CN108869614B
• 公開（公告）日: 2019-03-12
• 發明（設計）人: 田利;周夢瑤;陳城;高國棟
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: F16F9/53
• 分類號: F16F9/53
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 趙敏玲

本發明公開了一種回轉式自適應磁流變液減振器，包括一個筒體，筒體分為振動激勵層和磁流變阻尼層，在筒體內部設有一根通長固定軸，在固定軸外有一層轉動軸，可繞固定軸自由轉動；所述的振動激勵層有兩個可沿單方向運動的質量塊；所述的質量塊一端用彈簧與筒體內壁連接，一端用連桿與轉動盤內部限位軸承連接；所述的磁流變阻尼層內置磁流變液貯存腔，并在上下兩面各設置兩個勵磁線圈；所述的勵磁線圈連接到磁流變液貯存腔外圍的一層電路控制室中；所述的磁流變貯存腔內部有扇葉，扇葉與轉動軸連接。

技術領域

本發明屬于建筑工程的振動控制領域，具體涉及一種回轉式自適應磁流變液減振器，主要應用于超高層、大跨度等結構的振動控制。

技術背景

結構振動控制技術改變了土木工程以往的傳統設計思路，采用減振裝置來十佳結構本身動力響應的控制力，達到抑制結構不良振動的目的。其中半主動控制利用機敏材料感知所受外激勵和結構振動響應信息，通過驅動材料(如形狀記憶材料、電流變體材料、磁流變體材料等)自適應剛度或阻尼實時改變結構的參數，實現動態控制，以補償或消除無益效應,加強有益效應。其自適應智能調控的特點，能確保半主動控制裝置具有更強的靈活性和控制效果。

磁流變液減振器具有阻尼力連續可調、減振效果好、易于控制等特點，目前已廣泛應用于建筑結構振動控制領域。在進行磁流變液阻尼器的控制力實現過程中，主要是由不可調節的粘滯阻尼力以及有著良好調節能力的庫倫阻尼力兩部分構成的。因此在進行相關參數的調節過程之中可以借助于摩擦阻尼器相關的控制策略來進行有效的調節，其控制的目標都在于讓滑動過程中所產生的耗能盡可能的變大，那么對于滑動路徑的跨越度就有一定的要求。目前應用的磁流變減振器大多以活塞桿式為主，若由于安裝空間限制而不能具有較大的長度尺寸，則不能達到最優的減振效果。

發明內容

本發明目的是提供一種回轉式自適應磁流變液減振器，旨在減小超高層、大跨越等結構在環境荷載激勵下的水平兩個方向的振動響應，達到耗能減振的目的。本發明采用智能可控流體磁流變液作為驅動材料，磁流變液阻尼結構的工作原理就是通過調節磁場強度的大小來調節磁流變液中的壓力差或提供能量轉換或通過磁流變液調節剛度，為結構體系提供連續可變并且能夠迅速響應的阻尼力。它在磁場的作用下隨外加磁場的增加磁流變體的流動特性會發生顯著變化，成為作用力的傳遞介質，當外加磁場撤去時，磁流變體又恢復到原來的液體狀態，其響應時間僅為幾毫秒。同時，隨著磁場的加強，其剪切屈服應力也會相應增大，并且這種變化是連續，可逆，迅速，且易于控制的，在環境荷載激勵下結構產生較大幅度振動時，可實現動態控制達到減振抑振的目的。

為實現上述目的，本發明采用下述技術方案：

一種回轉式自適應磁流變液減振器，包括一個筒體，筒體分為振動激勵層和磁流變阻尼層；

在所述的筒體內部設有一根豎直設置的通長固定軸，在固定軸外套裝有一個轉動軸，所述的轉動軸可繞固定軸自由轉動；轉動軸上設置有轉動盤；

所述的振動激勵層設置在磁流變阻尼層的頂部，振動激勵層包括兩個可沿單方向運動的質量塊；兩個所述的質量塊一端用彈簧與筒體內壁連接，一端用連桿與轉動盤內部限位軸承連接；

所述的磁流變阻尼層包括一個磁流變液貯存腔，并在貯存腔的外側的上下方向上各設置兩個勵磁線圈；所述的勵磁線圈連接到磁流變液貯存腔外圍的一層電路控制室中；所述的磁流變貯存腔內部有扇葉，所述的扇葉連接在轉動軸上。進一步的技術方案為：所述的減振器安裝在超高層或大跨度等結構容易發生水平振動的部位。

進一步的技術方案為：所述的筒體由抗腐蝕性磁屏蔽材料制成，在能夠保護內部裝置的同時防止外部磁場的干擾。

進一步的技術方案為：所述的振動激勵層和磁流變阻尼層各兩層，上層的振動激勵層和磁流變阻尼層主要控制Y方向的振動，下層主要控制X方向的振動，兩方向互不影響且可以分別進行控制。