[實用新型]一種帶有磁流變體的剛度可調的周期結構

有效

• 申請號: 201920847912.0
• 申請日: 2019-06-06
• 公開（公告）號: CN210637424U
• 公開（公告）日: 2020-05-29
• 發明（設計）人: 萬水;周鵬;年玉澤;王瀟;李夏元;宋愛明;蘇強;朱營博;徐皓甜
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: F16F6/00
• 分類號: F16F6/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本實用新型涉及一種帶有磁流變體的剛度可調的周期結構，包括帶有周期性或者擬周期性的凹孔的薄膜或者板基體、填充在凹孔中的非磁性的塊體和磁流變體，當僅采用二組元形式時，只填充磁流變體、以及用來封裝凹孔的樹脂層。凹孔在薄膜或者板基體上可以單側或者雙側布置。薄膜或者板作為基體，當采用三組元形式時，非磁性的塊體和磁流變體共同構成一個散射體振子；通過控制施加磁場強度的大小而實時改變磁流變體的物理性能，從而改變周期結構的帶隙范圍，具有實時主動控制的優點。與傳統的隔振相比，這種周期結構可實現結構與隔振系統的一體化設計，并且具有質量輕、隔振頻率寬、實時主動控制等優點，在工程隔振領域具有廣泛的應用前景。

技術領域

本實用新型涉及一種周期結構，特別是涉及一種帶有磁流變體的剛度可調的周期結構。

背景技術

周期結構是一種空間有限的聲子晶體，聲子晶體的概念是由光子晶體概念演繹而來，兩者都是模擬天然晶體原子的排列方式，具有某種周期性結構。由兩種或兩種以上不同彈性性質的介質在空間周期性嵌套而成、且存在彈性波帶隙的復合材料或結構稱為聲子晶體。存在彈性波帶隙是聲子晶體最重要的一個特性，產生彈性波帶隙的物理機理主要有兩種：布拉格散射機理和局域共振機理。這兩種帶隙的形成都是由于結構周期性和單散射體的Mie散射共同作用的結果，區別僅僅在于是各重復單元的相互作用(周期性)起主導作用，還是單個散射體的共振起主導作用。周期結構的帶隙特性可以實現減振降噪。

磁流變體作為一類智能材料，主要由磁性顆粒、載液和添加劑構成，在無外磁場時，磁流變體表現出流體特性；當施加磁場后，磁流變體開始固化，磁性顆粒排列成鏈狀、柱狀或者更為復雜的網狀結構；當施加的磁場撤消后，磁流變體重新表現出流體特性。磁流變體這種快速的、可逆的轉變，使磁流變體在許多領域獲得了廣泛的應用。人們對于磁流變體性能的研究主要集中在垂直于磁場方向的剪切性能，比如粘度、剪切屈服應力、剪切模量等。

通過控制施加磁場強度的大小而實時改變磁流變體的物理性能，從而改變周期結構的帶隙范圍。具有實時主動控制的優點。與傳統的隔振相比，這種周期結構可實現結構與隔振系統的一體化設計，并且具有質量輕、隔振頻率寬、實時主動控制等優點，在工程隔振領域具有廣泛的應用前景。

發明內容

技術問題：本實用新型的目的是提供一種帶有磁流變體的剛度可調的周期結構。通過在薄膜或者板基體上設置周期性的凹孔，并在其中填充磁流變體和非磁性的塊體，通過改變外加磁場的強度而改變磁流變體的物理參數，實現對帶隙范圍的實時主動控制。可應用于減振隔振領域。

技術方案：本實用新型是一種帶有磁流變體的剛度可調的周期結構，該周期結構包括帶有周期性或者擬周期性的凹孔的薄膜或者板基體，充填于凹孔中的磁流變體，以及用來封裝凹孔的樹脂層，分布的形式是二組元或三組元形式。

其中：

所述充填于凹孔中的磁流變體下方還填充有非磁性的塊體。

所述填充有非磁性塊體或磁流變體的凹孔在薄膜或者板基體上單側或者雙側布置。

所述的周期結構，組成周期結構的最小的重復單元稱為單胞，各單胞之間的排列形狀可以是正方形，三角形或其它多邊形。

當采用二組元形式時，磁流變體填充滿凹孔，截面形狀是圓形、橢圓形、矩形或其他多邊形。

當采用三組元形式時，在凹孔內遠離基體的一側填充滿非磁性塊體，凹孔內空余部分填充滿磁流變體，截面形狀也是圓形、橢圓形、矩形或其他多邊形。

所述薄膜或者板基體以及凹孔的材料是橡膠或環氧樹脂，非磁性塊體的材料是非金屬材料或非磁性金屬。

所述非金屬材料為陶瓷或塑料；非磁性金屬為鉛、銅、鋁、奧氏體不銹鋼及其合金。

有益效果：與現有技術相比，本實用新型具有以下優勢：