一种螺旋孔道磁流变泥阻尼器制造技术

本发明专利技术公开了一种螺旋孔道磁流变泥阻尼器，该阻尼器的缸体外壳(4)两端设有缸体封盖(2)，缸体外壳(4)内设有活塞(10)，活塞(10)的两端分别连接有拉杆(1)，拉杆(1)的外端穿过缸体封盖(2)，在缸体外壳(4)的外周设有励磁线圈(6)。所述的活塞(10)中设有螺旋型孔道(11)，活塞(10)与缸体外壳(4)两端的缸体封盖(2)之间有分别有一个空腔(13)，在该空腔(13)中以及活塞(10)的螺旋型孔道(11)中填充有磁流变泥。本发明专利技术螺旋孔道磁流变泥阻尼器的磁流变泥通道位于活塞内部，与磁场夹角大，调控效果好；励磁线圈缠绕于缸体外，不与活塞和磁流变泥直接接触，方便替换，耐久性好；可根据实际情况的需要更换不同匝数的励磁线圈，适用性广。磁流变泥剪切屈服强度大，抗沉降性能好。

【技术实现步骤摘要】
一种螺旋孔道磁流变泥阻尼器
本专利技术涉及一种磁流变泥阻尼器，属于隔减振装置的

技术介绍
随着经济的快速发展与科技的不断进步，高层建筑、高耸结构、大跨结构等结构形式越来越受到人们的青睐。与传统的多层建筑相比，上述结构对动力荷载(如强风和地震)的作用会产生较大的结构反应，影响这些大型结构安全性与使用性。因此如何减小大型结构的风振或地震反应是现在的一个热门课题。建筑结构通常增强自身的承载力和刚度或者在结构中采取消能减震措施来抵御动力荷载的作用。近十几年来，磁流变阻尼器已被广泛应用于各种不同建筑结构的消能减振中。磁流变阻尼器是利用磁流变材料的在变化磁场下的流变特性而制作的半主动控制装置，结合了被动控制稳定性与主动控制可调性的优点，能耗低、效率高、成本少，在建筑结构的减振控制中取得了良好的效果。磁流变泥阻尼器的可调性是利用磁流变效应来实现的，即在外加磁场作用下，磁流变泥在毫秒级时间内从自由流动的塑性体转变为弹塑性固体，这种变化是可逆的，因此可被应用于阻尼器的设计中。磁流变泥是磁流变材料家族的新秀，一般由铁磁颗粒、载体以及各种添加剂组成。传统的磁流变液存在着抗沉降性差、极限剪切屈服强度低等缺点，而磁流变弹性体的可调范围小，铁磁颗粒无法自由移动。磁流变泥介于磁流变液与磁流变弹性体之间，结合了两种材料的优点并且能克服大部分缺点，具有良好的抗沉降性、较大的零场粘度与较高的剪切屈服强度。然而，高粘度的磁流变泥使得阻尼器中的线圈更易磨损，且对均匀磁场的灵敏度提出了更高的要求。目前国内外对磁流变泥和磁流变泥阻尼器的研究也相对较少，传统磁流变液阻尼器的构造并不适用于磁流变泥的应用。由于上述问题的存在，磁流变泥阻尼器在实际工程应用中受到了很大限制，因此亟须设计出一种具有新型结构的阻尼器，使得磁流变泥能更好地发挥作用。
技术实现思路
技术问题：本专利技术所要解决的技术问题是提供一种螺旋孔道磁流变泥阻尼器，该磁流变泥阻尼器具有线圈可替换、可产生较大的匀强可调磁场、耐久性好的优点。技术方案：为解决上述技术问题，本专利技术的一种螺旋孔道磁流变泥阻尼器所采用的技术手段为：该阻尼器的缸体外壳两端设有缸体封盖，缸体外壳内设有活塞，活塞的两端分别连接有拉杆，拉杆的外端穿过缸体封盖，在缸体外壳的外周设有励磁线圈。所述的活塞中设有螺旋型孔道，活塞与缸体外壳两端的缸体封盖之间有分别有一个空腔，在该空腔中以及活塞的螺旋型孔道中填充有磁流变泥。所述的缸体外壳上设有磁流变泥灌注孔。所述的缸体外壳的外面设有保护外壳。所述缸体外壳内径与活塞的外径一致，两者之间无空隙。所述缸体外的励磁线圈通过保护外壳上的孔道与外界电源连接。其中，励磁线圈缠绕在缸体外，产生较大且接近匀强的磁场。其中，所述活塞的螺旋形孔道较长，与磁场方向夹角较大。其中，螺旋形孔道为磁流变泥通道，其数量可根据出力要求视情况而定。其中，所述励磁线圈密封于缸体外层保护壳中，保护壳可拆卸。其中，所述缸体内径与活塞直径一致，两者之间无空隙。其中，所述缸体两端设有缸体封盖，缸体与缸体封盖通过内外螺纹相互配合连接。有益效果：相比于现有技术，本专利技术技术方案具有的有益效果为：首先，本专利技术磁流变泥阻尼器中磁流变泥的流动通道位于线圈内部，与线圈产生的匀磁磁场方向夹角较大，且通道具有较大的长度，因此有效工作区域大，调控效果好，阻尼器的可调性大大提高；其次，本专利技术磁流变泥阻尼器的励磁线圈位于缸体外部，有效避免高粘度磁流变泥与励磁线圈直接接触，减缓线圈的老化，增加了阻尼器的耐久性，降低维护成本；再者，本专利技术磁流变泥阻尼器的活塞与缸体间无空隙，磁流变泥的流动通道位于活塞内部的螺旋形孔道中，这样能够提高阻尼器的出力；最后，本专利技术磁流变泥阻尼器的励磁线圈密封于可拆卸的外层保护壳中，便于替换，可依据不同应用场合的需要灵活改变磁流变泥阻尼器的力学特性，从而可广泛应用于高层建筑、大跨结构、桥梁结构等土木工程结构的抗风和抗震工程中，也可拓展应用到机械、航空领域的减振中。附图说明图1：阻尼器轴向剖面示意图，图2：阻尼器横截面示意图，图3：阻尼器正面示意图，图4：阻尼器缸体及线圈示意图。图中有：拉杆1、缸体封盖2、电线通道3、缸体外壳4、线圈绑扎区域5、励磁线6、保护外壳7、磁流变泥灌注孔8、孔道出入口9、活塞10、螺旋型孔道11、螺栓12、空腔13。具体实施方式根据下述实施例，可以更好地理解本专利技术。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的内容仅用于说明本专利技术，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本专利技术。如图1～4所示，本专利技术磁流变泥阻尼器，由带缸体封盖2的缸体外壳4、带双螺旋形孔道11的活塞10以及拉杆1组成；活塞10的螺旋形孔道11和缸体的空腔13中填充有磁流变泥；活塞10四周与缸体外壳4内壁严密契合，磁流变泥无法从活塞10与缸体外壳4的缝隙之间流动；缸体外壳4外缠绕有励磁线圈6，产生与活塞10运动方向相同的匀磁磁场；活塞10两侧对称设有与其一体成型的拉杆1，拉杆1穿过中空的缸体外壳4伸出缸体外，缸体外壳4与缸体封盖2的连接处采用密封胶密封连接；缸体的励磁线圈6通过保护外壳7上的电线通道3与外界电源连接；缸体外壳4两端设有缸体封盖2，缸体外壳4与缸体封盖2通过通过螺纹拧紧连接为整体，并涂以密封胶，活塞拉杆1与缸体封盖2连接处同样涂以密封胶进行密封；缸体外壳4上设有磁流变泥灌注孔8，磁流变泥灌注孔8用于磁流变泥的灌入和倒出，磁流变泥灌注孔8上设有密封装置。本专利技术磁流变泥阻尼器中的励磁线圈6缠绕于缸体外壳4外侧，匝数根据出力需求确定，线圈产生较大的匀强可调磁场，方向与活塞运动方向平行；励磁线圈6外设有保护外壳7，保护外壳7用螺栓12连接在缸体外壳4外侧，连接处涂以密封胶进行密封；励磁线圈6通过电线通道3与外界电源接通，以实现对阻尼器内部的磁场控制；螺旋型孔道11位于活塞10内，与磁场方向夹角大，螺旋型孔道11长度长，大大提高阻尼器的可调性；螺旋型孔道11的两端与缸体两端的空腔13相连，磁流变泥从通道口9进入或流出螺旋型孔道；螺旋型孔道11可以有多个，其数量视具体情况而定。本专利技术磁流变泥阻尼器利用磁流变泥在变化磁场下的磁流变效应来耗散振动能量。在承受外荷载(振动)时，活塞10以及拉杆1将在缸体外壳4(缸体为金属制作而成)中往复运动，缸体的空腔13中的磁流变泥将会受迫在活塞10两侧通过螺旋型孔道11来回运动；在运动过程中，当励磁线圈6中通以电流时，线圈内部将产生沿缸体轴线方向的匀磁磁场，使磁流变泥产生磁流变效应而迅速固化，活塞10需克服磁流变泥较大的阻尼力做功而消耗能量，从而起到减震的效果。根据实际情况，可通过调整励磁线圈6内的电流大小来改变磁流变泥剪切屈服强度，从而改变阻尼力。一般线圈缠绕50～5000圈，线圈直径0.1～2mm。本专利技术磁流变泥阻尼器在外荷载作用下发生振动时，活塞10与拉杆1随着外界激励作用运动，克服使磁流变泥产生的阻尼力耗散振动能量，从而减小结构的变形、延缓甚至避免结构的破坏。本专利技术磁流变泥阻尼器中励磁线圈6产生磁场方向与磁流变泥运动方向夹角较大，接近垂直，通道较长，从而获得较大的有效工作区域，达到良好的磁场调控效果。此构造配合磁流变泥的高粘度特性，使阻尼器可以获得更大的出力。本专利技术磁流变泥阻尼器中，磁流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种螺旋孔道磁流变泥阻尼器，其特征在于，该阻尼器的缸体外壳(4)两端设有缸体封盖(2)，缸体外壳(4)内设有活塞(10)，活塞(10)的两端分别连接有拉杆(1)，拉杆(1)的外端穿过缸体封盖(2)，在缸体外壳(4)的外周设有励磁线圈(6)。

【技术特征摘要】
1.一种螺旋孔道磁流变泥阻尼器，其特征在于，该阻尼器的缸体外壳(4)两端设有缸体封盖(2)，缸体外壳(4)内设有活塞(10)，活塞(10)的两端分别连接有拉杆(1)，拉杆(1)的外端穿过缸体封盖(2)，在缸体外壳(4)的外周设有励磁线圈(6)。2.根据权利要求1所述的螺旋孔道磁流变泥阻尼器，其特征在于，所述的活塞(10)中设有螺旋型孔道(11)，活塞(10)与缸体外壳(4)两端的缸体封盖(2)之间有分别有一个空腔(13)，在该空腔(13)中以及活塞(10)的螺旋型孔道(11)中...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋乾，石可，徐赵东，谭荣球，王成，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32