一种具有低零场阻尼力与宽阻尼可调范围的磁流变阻尼器，属于减振系统技术领域。包括缸体、同轴安装在缸体内的活塞、可拆卸安装在缸体两端并用于支撑活塞往复运动的两个缸体端盖以及设置在活塞外壁中部的线圈；所述活塞中间设有凸起部，所述线圈安装在凸起部上，凸起部将缸体的腔室分隔为腔室Ⅰ和腔室Ⅱ，且腔室Ⅰ和腔室Ⅱ之间通过凸起部与缸体内壁之间的间隙连通。本发明专利技术所提出磁流变阻尼器能够提供更小的零场阻尼力。在励磁线圈不通电的工况下，磁流变液能够在内外两个环形节流通道中自由流动，相较于传统的单通道磁流变阻尼器，节流通道的截面积大大增加，能够降低阻尼器的最小阻尼力输出值，提升高频激励工况下的隔振效果。果。果。
【技术实现步骤摘要】
一种具有低零场阻尼力与宽阻尼可调范围的磁流变阻尼器
[0001]本专利技术属于减振系统
，具体涉及一种磁流变阻尼器。
技术介绍
[0002]磁流变液是一种新型智能材料，当环境中不存在磁场时，其为牛顿流体状态。而当对其施加磁场后，磁流变液能够在毫秒量级内从牛顿流体状态转变为半固体状态，并且这种变化是可逆的。磁流变阻尼器就是基于这种磁流变效应设计的半主动作动器，能够通过控制励磁电流的大小实现对输出阻尼力的调节。相较于传统的液压阻尼器，磁流变阻尼器具有阻尼连续可调、失效安全性高、响应迅速等突出优点，因而近年来成为研究热点，并且广泛应用于车辆悬架、土木建筑以及航空航天等领域。
[0003]阻尼力可调范围是评价磁流变阻尼器性能的关键指标。现有的磁流变阻尼器结构大都通过增加励磁线圈数量、增加磁场有效区域、增加节流通道长度等途径，增大磁流变阻尼器的最大输出阻尼力，进而实现拓宽阻尼力可调范围的目的。但是根据线性隔振理论可知，在高频隔振区，降低系统的阻尼系数才有利于提高系统的隔振性能，因此有必要提出一种零场阻尼力较小，且具有较宽阻尼可调范围的磁流变阻尼器。
[0004]磁流变阻尼器的阻尼力输出包含三部分，分别为粘滞阻尼力、库仑阻尼力、摩擦力。其中粘滞阻尼力是由于磁流变液粘性带来的阻尼力，属于不可控阻尼力，为了降低磁流变阻尼器的零场阻尼力，需要减小这部分阻尼力。而库仑阻尼力是由于磁流变效应产生的阻尼力，属于可控阻尼力，为了提高阻尼力可调范围，需要增大这部分阻尼力。摩擦力主要是指磁流变阻尼器内部密封件之间的摩擦，这部分属于不可控阻尼力，为减小摩擦带来的阻尼力，在结构设计中需要尽量减少滑动密封件的使用。
[0005]现有的磁流变阻尼器大都采用单一的环形节流通道结构，根据流体力学理论可知，为了降低粘滞阻尼力，需要增大节流通道间隙。但是在励磁线圈匝数一定的前提下，节流通道间隙的增大会使得节流通道内部的磁感应强度减小，进而减低库仑阻尼力，使得磁流变阻尼器的阻尼力可调范围减小。因此传统的单通道磁流变阻尼器难以同时实现低零场阻尼与宽阻尼可调范围这两个设计目标。
[0006]查阅文献发现，现有的双通道磁流变阻尼器结构大都采用单一线圈结构，两节流通道内的磁场强度同时受控于同一匝励磁线圈，线圈产生的磁感线需要同时垂直穿过两个节流通道间隙，使得磁回路中的磁阻大大增加。为了保证节流通道内的磁感应强度达到要求，就需要增加励磁线圈的匝数，这就导致现有的双通道磁流变阻尼器径向尺寸大大增加，活塞面积增大，进而增大了磁流变阻尼器的零场阻尼力。
[0007]综上，为了提高磁流变阻尼器的隔振性能，有必要对现有的磁流变阻尼器结构进行改进，设计一种具有低零场阻尼力与宽阻尼可调范围的磁流变阻尼器。这有利于提高磁流变阻尼器在高频激励下的隔振性能，拓宽磁流变阻尼器的应用场景。
技术实现思路
[0008]本专利技术为了解决
技术介绍
中提到的问题，进而提供一种具有低零场阻尼力与宽阻尼可调范围的磁流变阻尼器。
[0009]本专利技术所采取的技术方案是：一种具有低零场阻尼力与宽阻尼可调范围的磁流变阻尼器，包括缸体、同轴安装在缸体内的活塞、可拆卸安装在缸体两端并用于支撑活塞往复运动的两个缸体端盖以及设置在活塞外壁中部的线圈；所述活塞中间设有凸起部，所述线圈安装在凸起部上，凸起部将缸体的腔室分隔为腔室Ⅰ和腔室Ⅱ，且腔室Ⅰ和腔室Ⅱ之间通过凸起部与缸体内壁之间的间隙连通。
[0010]本专利技术与现有技术相比具有以下有益效果：1.与现有的磁流变阻尼器相比，本专利技术所提出磁流变阻尼器能够提供更小的零场阻尼力。在励磁线圈不通电的工况下，磁流变液能够在内外两个环形节流通道中自由流动，相较于传统的单通道磁流变阻尼器，节流通道的截面积大大增加，能够降低阻尼器的最小阻尼力输出值，提升高频激励工况下的隔振效果。
[0011]2.本专利技术所提出的磁流变阻尼器在两个节流通道内侧均设有导磁环与隔磁环，导磁环与隔磁环的设计能够大大增加通电工况下磁场的有效覆盖面积，进而增大磁流变阻尼器的最大输出阻尼力，有利于提升磁流变阻尼器在低频共振区的抑振效果。
[0012]3.本专利技术所提出的磁流变阻尼器具有冲击过载保护功能。当内侧励磁线圈中的电流大于外侧励磁线圈中的电流时，内侧节流通道中的磁流变液剪切屈服应力更大。这种工况下当活塞移动速度较低时，外侧节流通道打开，内侧节流通道关闭，当磁流变阻尼器受到冲击型激励时，活塞移动速度迅速增加，此时外侧节流通道内的液体流速急剧增大，导致外侧节流通道产生的粘滞压力损失大于内侧节流通道产生的库伦压力损失，此时外侧节流通道与内侧节流通道同时打开，使得通道内液体流速显著降低，能够抑制阻尼力的急剧增大，进而减小冲击型激励传递至被隔振物体上的力，实现冲击过载保护功能。
附图说明
[0013]图1是本专利技术结构示意图；图2是本专利技术活塞端盖结构示意图；图3是本专利技术缸体端盖结构示意图；图4是本专利技术圆环磁极结构示意图；图5是图4的A
‑
A剖切图；图6是本专利技术内侧励磁线圈通电时的磁感线分布图；图7是本专利技术外侧励磁线圈通电时的磁感线分布图；图8是本专利技术内、外侧励磁线圈同时通电时的磁感线分布图；其中：1、活塞杆密封圈；2、缸体端盖；3、螺栓；4、引线孔；5、活塞端盖；6、圆环磁极；7、外侧导磁环Ⅰ；8、外侧隔磁环；9、外侧导磁环Ⅱ；10、外侧励磁线圈；11、内侧励磁线圈；12、螺钉；13、缸体端盖密封圈；14、腔室Ⅱ；15、内侧导磁环Ⅰ；16、内侧隔磁环Ⅰ；17、内侧导磁环Ⅱ；18、缸体；19、腔室Ⅰ；20、注液孔；21、活塞杆；22、圆环型凹槽；23、弧形通孔；24、螺钉孔；25、缸体端盖导线槽；26、螺栓孔；27、圆环型凸台。
具体实施方式
[0014]为了更好地了解本专利技术的目的、结构及功能，下面结合附图，对本专利技术的做进一步详细的描述。
[0015]参照图1所示，本专利技术的一种具有低零场阻尼力与宽阻尼可调范围的磁流变阻尼器，包括缸体18、同轴安装在缸体18内的活塞杆21、可拆卸安装在缸体18两端并用于支撑活塞杆21往复运动的两个缸体端盖2以及设置在活塞杆21外壁中部的线圈；活塞杆21中间设有凸起部，线圈安装在凸起部上，凸起部将缸体18的腔室分隔为腔室Ⅰ19和腔室Ⅱ14，且腔室Ⅰ19和腔室Ⅱ14之间通过凸起部与缸体18内壁之间的间隙连通。
[0016]磁流变液在腔室Ⅰ19和腔室Ⅱ14内。
[0017]其中：线圈由内侧励磁线圈11和外侧励磁线圈10组成；内侧励磁线圈11缠绕于活塞杆21凸台部设有的绕线槽中，内侧励磁线圈11的引线通过活塞杆21上设有的引线孔4引出；外侧励磁线圈10缠绕于圆环磁极6上设有的绕线槽中，外侧励磁线圈10的引线通过圆环磁极6的导线槽、缸体端盖导线槽25和引线孔4引出。
[0018]圆环磁极6套装在内侧励磁线圈11外侧，使圆环磁极6和内侧励磁线圈11之间设置间隙构成内侧节流通道，外侧励磁线圈10和缸体18内壁之间的间隙构成外侧节流通道，腔室Ⅰ19和腔室Ⅱ14内的磁流变液能够在内外两个本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种具有低零场阻尼力与宽阻尼可调范围的磁流变阻尼器，其特征在于：包括缸体（18）、同轴安装在缸体（18）内的活塞杆（21）、可拆卸安装在缸体（18）两端并用于支撑活塞杆（21）往复运动的两个缸体端盖（2）以及设置在活塞杆（21）外壁中部的线圈；所述活塞杆（21）中间设有凸起部，所述线圈安装在凸起部上，凸起部将缸体（18）的腔室分隔为腔室Ⅰ（19）和腔室Ⅱ（14），且腔室Ⅰ（19）和腔室Ⅱ（14）之间通过凸起部与缸体（18）内壁之间的间隙连通。2.根据权利要求1所述的一种具有低零场阻尼力与宽阻尼可调范围的磁流变阻尼器，其特征在于：所述线圈由内侧励磁线圈（11）和外侧励磁线圈（10）组成；所述内侧励磁线圈（11）缠绕于活塞杆（21）凸台部设有的绕线槽中，所述外侧励磁线圈（10）缠绕于圆环磁极（6）上设有的绕线槽中，所述圆环磁极（6）套装在内侧励磁线圈（11）外侧，使圆环磁极（6）和内侧励磁线圈（11）之间设置间隙构成内侧节流通道，所述外侧励磁线圈（10）和缸体（18）内壁之间的间隙构成外侧节流通道，腔室Ⅰ（19）和腔室Ⅱ（14）内的磁流变液能够在内外两个节流通道中自由流动，且圆环磁极（6）由设置在活塞杆（21）凸台部两端的活塞端盖（5）夹紧固定。3.根据权利要求2所述的一种具有低零场阻尼力与宽阻尼可调范围的磁流变阻尼器，其特征在于：所述具有低零场阻尼力与宽阻尼可调范围的磁流变阻尼器还包括内侧导磁环Ⅰ（15）、内侧导磁环Ⅱ（17）、内侧隔磁环（16）、外侧导磁环Ⅰ（7）、外侧导磁环Ⅱ（9）及外侧隔磁环（8）；所述内侧导磁环Ⅰ（15）与内侧导磁环Ⅱ（17）均套装在活塞杆（21）凸起部的外表面，通过两个活塞端盖（5）实现夹紧，所述内侧隔磁环（16）设置在内侧导磁环Ⅰ（15）与内侧导磁环Ⅱ（17）之间，且套装于内侧励磁线圈（11）的外表面；所述外侧导磁环Ⅰ（7）与外侧导磁环Ⅱ（9）均套装于圆环磁极（6）的外表面，通过两个活塞端盖（5）实现夹紧；所述外侧隔磁环（8）设置在外侧导磁环Ⅰ（7）与外侧导磁环Ⅱ（9）之间，...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈照波，邢旭东，闫辉，于东，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。