[發明專利]一種基于磁流變彈性體的隔震裝置

在審

• 申請號: 202110052993.7
• 申請日: 2021-01-15
• 公開（公告）號: CN112727983A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 孔凡;陳玲霜;郭小娟
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: F16F9/53
• 分類號: F16F9/53;F16F9/32
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 周舒蒙

本發明公開了一種基于磁流變彈性體的隔震裝置，包括隔震支座和萬向滾珠，所述隔震支座對稱安裝在文物展柜的下部；所述萬向滾珠有多組，周向均勻間隔布置在文物展柜的四周；所述隔震支座包括底板、下套筒、磁流變彈性體結構、上套筒和蓋板，所述底板安裝在其他承臺結構上；所述下套筒置于底板上，所述磁流變彈性體結構的下部安裝在下套筒內，磁流變彈性體結構的上部設于上套筒內，磁流變彈性體結構的中部伸出，設于上下套筒之間的空隙內。本發明的有益效果為：本發明所述隔震裝置采用磁流變彈性體替代高阻尼疊層橡膠，可通過改變磁場大小來控制該隔震支座的剛度與阻尼，有效避免了共振現象的發生。

技術領域

本發明涉及隔震技術領域，具體涉及一種基于磁流變彈性體的隔震裝置。

背景技術

輕型結構如文物、裝有電子設備的櫥柜、掩體或藝術品等必須配置隔震裝置，以保持與不同來源產生的地面振動隔離，如地震運動、機械、車輛交通等，防止其受硬加速度作用而損壞，影響其正常使用。

目前，現有針對文物抗震的水平隔震裝置中，高阻尼疊層橡膠已經得到了較為廣泛的應用。高阻尼疊層橡膠的構造簡單，性能穩定，變形能力強，且疊層橡膠的使用有效避免了橡膠體積過大受壓時容易鼓出的問題，可靠性較強。但是，由于地震波類型多樣，在不同地震波輸入時，現有隔震結構無法根據不同類型的地震波輸入調整自身的剛度和阻尼，在長期地震作用下，隔震結構可能引發共振，從而導致隔震結構破壞。

磁流變彈性體是一種由羰基鐵粉和橡膠混合而成的智能材料，這種材料的剛度和阻尼可以隨著磁場的變化而變化，將磁流變彈性體加入到文物隔震支座中可以有效的彌補傳統高阻尼疊層橡膠支座的缺點。此外，通過間隔布置兩個磁流變彈性體隔震支座，以達到有效控制結構扭轉運動的作用。但是，由于磁流變彈性體的過厚會導致磁阻過大，無法提供支撐結構自重的豎向剛度。在所有的情況下，磁流變彈性體所使用的化合物必須足夠軟，以實現在磁場存在下的明顯剛度變化，因此，它們不足以支撐結構質量，需要與豎向剛度較大的裝置組合，才能在達到隔震的目的的同時不受大的垂直變形的影響。

如果振動源不太接近結構，地面運動主要是水平的，因此，結構隔震系統必須保持豎直方向剛度較大，以在結構變形不大時支撐結構自重，并同時具有適當的橫向靈活性。為了滿足這些要求，目前常用的是用鋼或復合材料板加固彈性隔震器，其特征是垂直剛度約為水平剛度的一千倍。然而，對于像文物這樣的輕質結構，使用這種隔震器既不經濟，且無法根據具體情況調節剛度和阻尼，難以滿足使用要求。

發明內容

本發明的目的在于，針對現有技術的不足，提供一種可隨磁場大小調節剛度與阻尼的基于磁流變彈性體的隔震裝置。

本發明采用的技術方案為：一種用于文物的基于磁流變彈性體的隔震裝置，包括隔震支座和萬向滾珠，所述隔震支座對稱安裝在文物展柜的下部；所述萬向滾珠有多組，周向均勻間隔布置在文物展柜的四周；所述隔震支座包括底板、下套筒、磁流變彈性體結構、上套筒和蓋板，所述底板安裝在其他承臺結構上；所述下套筒置于底板上，所述磁流變彈性體結構的下部安裝在下套筒內，磁流變彈性體結構的上部設于上套筒內，磁流變彈性體結構的中部伸出，設于上下套筒之間的空隙內。

按上述方案，所述磁流變彈性體結構包括隔震主體、勵磁線圈和輔助隔震體，所述隔震主體由磁流變彈性體和硅鋼板交替疊加而成；所述勵磁線圈纏繞在隔震主體的外部，上套筒上開設有用于勵磁線圈引線穿過的過線孔；所述輔助隔震體采用磁流變彈性體材料制作，輔助隔震體設于勵磁線圈的外圍；所述勵磁線圈與隔震主體之間，勵磁線圈與輔助隔震體之間，均分別留有間隙；所述輔助隔震體的外沿設于上下套筒之間的空隙內，上下套筒通過輔助隔震體相連。

按上述方案，勵磁線圈通電產生的磁感線垂直穿過外圍的輔助隔震體。

按上述方案，所述隔震支座還包括下砌塊和上砌塊，所述下砌塊設于底板上，用于支撐中部的隔震主體；所述上砌塊設于隔震主體上，上砌塊的頂部與蓋板相連。