剪切-压缩混合作用的活塞式磁流变弹性体动力吸振器制造技术

本发明专利技术涉及一种吸振器，具体涉及一种剪切

【技术实现步骤摘要】
剪切
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压缩混合作用的活塞式磁流变弹性体动力吸振器


[0001]本专利技术涉及一种吸振器，具体涉及一种剪切
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压缩混合作用的活塞式磁流变弹性体动力吸振器。

技术介绍

[0002]吸振与隔振系统在各行业领域的相关动力机械装备起到重要的作用，根据不同的控制方法，装备动力系统引发机械设备的振动，减振方法可分为抑制振源强度、振源与受控对象的隔振、受控对象的阻振作用、受控对象的吸振作用以及受控对象结构修改。本专利技术中动力吸振器可以实现减振方法包括抑制振源强度、受控对象隔振作用、阻振作用以及受控对象的吸振作用。相较于被动吸振器，主动吸振器具有频率可调节适用于多变复杂工况；响应速度快，且可根据相位和振幅进行匹配调节。为了适应智能机械装备的工作环境多元化提出了小型化、轻量化、可调控以及响应速度快等新目标要求。在减振材料方面和结构设计方面创新，单一材料或被动结构设计越发难以满足实际应用需求，研究开发智能化、轻量化和高效化兼备的材料结构设计已经成必然的发展趋势。智能材料涉及多物理场耦合作用，其中常见有电/磁
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机耦合为吸振器刚度变化提供了控制自由度，通过外场控制作用对智能材料的模量和阻尼参数进行精细调控，从而产生被动吸振器结构不具备的新功能特性，具有主动调控的可编程智能材料的动力吸振器结构设计研发被大量研究者关注。
[0003]随着《中国制造2025》战略的推行和实践，确定的十大重点领域中与机械学科紧密相关的航空航天装备、海洋工程装备及高技术船舶、先进轨道交通装备、节能与新能源汽车等得到了快速发展，对减振与降噪要求提出了新挑战性要求，目的是增强这些智能机械装备的复杂环境运行稳定性、运行高效性和操作环境的舒适性等。工业生产中常见的柴油发电机组在大功率高负荷运行过程中产生剧烈振动和高分贝噪声；重型卡车在物流运输中具有重要的地位，在遭遇不平整路面路况时重型卡车由于自身质量较大，振动幅度与烈度较强对驾驶员身体可能产生不适而且对发动机主轴产生疲劳损伤；特种机器人需要执行一些特殊任务，往往结构上安装有精密的探测传感设备，在遭遇目标场所环境带来强烈振动，可能会造成电子零件失去工作能力；在大型飞机中振动和噪声问题严重影响驾乘人员身体健康和舱内精度设备的性能及寿命，制约着精密装备关键性能的进一步提升；潜水艇具有较强的隐身功能，但其动力系统产生的振动极大限制着隐蔽性，遭遇着被敌军探测到具体位置的危险；驱逐舰上直升机的升降对甲板结构产生显著振动以及噪声辐射，克服此问题对甲板结构安全性以及甲板上操作人员健康至关重要。因此可调控的减振关键器件研发凸显得尤为重要。
[0004]研究者们针对磁流变弹性体动力吸振器展开了大量研究，其中多数关于吸振器结构设计和振动频率转移特性。Hoang利用磁流变弹性体设计、制造以及测试研究了一种扭转自适应可调节吸振器，实验结果表明吸振器工作频率范围为10.75
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16.5Hz(相对变化53％)，动力系统的频率偏离了共振频率，稳态振动会显著降低。伍伦贡大学研究者Sun将自感技术引入到MRE可调节吸振器的设计中，提出一个由层状磁流变弹性体结构、混合磁系统
和自感线圈组成的主动可调节吸振器，具有更高的横向灵活性和更宽的有效频率范围，结果表明频率偏移量高达235％。Kallio等在使用MRE弹性体的挤压模式设计研制了可调弹簧元件，设计了磁线圈装置将磁流变弹性体的弹簧元件放置在线圈内部，线圈构成了闭合磁路的一部分，在磁流变弹性体元件下放置一个钢筒，以增加磁芯的导磁率。Kim等设计了一种利用永磁铁和电磁线圈产生磁场的混合型可调谐吸振器，通过施加正负电流，可以使磁场向着永磁体产生的现有磁场增强或减弱。当设备需要一定的刚度来维持结构的适用性和稳定性时，这种设计尤其有价值。Popp等设计研究了包含两种尺寸铁磁颗粒的硅橡胶基MRE可调节主动吸振器，分别采用压缩和剪切两种工作模式，结果表明在压缩模式下自然频率增加最大幅度为37Hz,剪切模式下自然频率增加最大值为28Hz。悉尼科技大学研究者针对车辆动力总成四级变速系统的减振需求，提出了一种新型扭转自适应可调动力吸振器(ATVA)，推导得到等效扭转刚度、转动惯性矩、阻尼比以及振子频率等，通过实验样机验证ATVA可实现10倍宽频调节以及揭示了剪切刚度和阻尼比对带隙的调节机制。以及内华达大学研究者设计自适应MRE桥梁支承结构和房屋隔振系统，这种吸振器具有良好支承作用，有效调节支承刚度避免地震对结构带来损伤。为了进一步提高动力吸振器刚度调控和振动频率调节范围，设计了一种剪切
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压缩混合作用的活塞式磁流变弹性体动力吸振器。

技术实现思路

[0005]针对
技术介绍
中所提到的问题，并结合磁流变弹性体动力吸振器的实际使用功能，本专利技术的目的在于提供一种频率可调的剪切
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压缩混合作用机制的活塞型磁流变弹性体动力吸振器，其能够使得磁流变动力吸振器结构紧凑降低体积和重量，并增大磁流变动力吸振器的频率转移范围和实现较宽频带振动抑制特性。
[0006]本专利技术采用的技术方案为：一种剪切
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压缩混合作用的活塞式磁流变弹性体动力吸振器，所述吸振器包括活塞连杆、活塞头、上端盖、电磁线圈导线孔、上端盖固接螺钉、电磁线圈、层状圆柱形磁流变弹性体、层状取向硅钢铁芯、连接胶层、导磁垫片、基座固接螺钉、永磁铁、环状磁流变弹性体、绝缘骨架、吸振器壳体和基座；所述绝缘骨架安装于吸振器壳体内，上端盖通过上端盖固接螺钉安装在吸振器壳体的顶部，吸振器壳体的底部通过基座固接螺钉安装在基座上，且吸振器壳体和基座之间设有导磁垫片；所述环状磁流变弹性体设置于绝缘骨架上部，活塞头安装于环状磁流变弹性体的中心孔内，活塞头与活塞连杆连接，所述层状圆柱形磁流变弹性体、层状取向硅钢铁芯和连接胶层设置于环状磁流变弹性体的下方，所述永磁铁设置于环状磁流变弹性体的上方；所述电磁线圈缠绕于绝缘骨架外部的环腔内，电磁线圈的引线由电磁线圈导线孔引出。
[0007]进一步的，所述永磁铁为空心环形永磁体，其嵌套在上端盖的凸台上。
[0008]进一步的，所述活塞头与环状磁流变弹性体的中心孔为过渡配合。
[0009]进一步的，所述活塞连杆与上端盖的中心孔为间隙配合。
[0010]进一步的，所述环状磁流变弹性体由环状磁流变弹性薄片堆叠而成，其中下层的薄片与层状圆柱形磁流变弹性体通过强力胶水连接叠加。
[0011]进一步的，所述绝缘骨架与粘结成整体的层状圆柱形磁流变弹性体、层状取向硅钢铁芯和连接胶层为间隙配合。
[0012]进一步的，所述活塞连杆由不导磁的高强度铝合金材料制成。
[0013]进一步的，所述上端盖、吸振器壳体和基座分别由低碳钢导磁材料制成。
[0014]进一步的，所述绝缘骨架由高强度树脂材料通过3D打印制成。
[0015]进一步的，活塞连杆的杆径部与上端盖中心孔间隙配合；将环状磁流变弹性体堆叠成整体，把活塞连杆的活塞头部位插入环状磁流变弹性体中过渡配合，使得活塞环面和底面完全与磁流变弹本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种剪切
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压缩混合作用的活塞式磁流变弹性体动力吸振器，其特征在于：所述吸振器包括活塞连杆(1)、活塞头(2)、上端盖(3)、电磁线圈导线孔(4)、上端盖固接螺钉(5)、电磁线圈(6)、层状圆柱形磁流变弹性体(7)、层状取向硅钢铁芯(8)、连接胶层(9)、导磁垫片(10)、基座固接螺钉(11)、永磁铁(12)、环状磁流变弹性体(13)、绝缘骨架(14)、吸振器壳体(15)和基座(16)；所述绝缘骨架(14)安装于吸振器壳体(15)内，上端盖(3)通过上端盖固接螺钉(5)安装在吸振器壳体(15)的顶部，吸振器壳体(15)的底部通过基座固接螺钉(11)安装在基座(16)上，且吸振器壳体(15)和基座(16)之间设有导磁垫片(10)；所述环状磁流变弹性体(13)设置于绝缘骨架(14)上部，活塞头(2)安装于环状磁流变弹性体(13)的中心孔内，活塞头(2)与活塞连杆(1)连接，所述层状圆柱形磁流变弹性体(7)、层状取向硅钢铁芯(8)和连接胶层(9)设置于环状磁流变弹性体(13)的下方，所述永磁铁(12)设置于环状磁流变弹性体(13)的上方；所述电磁线圈(6)缠绕于绝缘骨架(14)外部的环腔内，电磁线圈(6)的引线由电磁线圈导线孔(4)引出。2.根据权利要求1所述的一种剪切
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压缩混合作用的活塞式磁流变弹性体动力吸振器，其特征在于：所述永磁铁(12)为空心环形永磁体，其嵌套在上端盖(3)的凸台上。3.根据权利要求1所述的一种剪切
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【专利技术属性】
技术研发人员：王垒智，陈照波，成利，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：