阻尼与刚度可控的磁流变调谐质量阻尼器制造技术

本发明专利技术提供一种阻尼与刚度可控的磁流变调谐质量阻尼器，包括：缸筒和端盖组件，用于形成封闭缸体；第一活塞和第二活塞，设置于缸筒内且与缸筒内壁滑动配合，所述第一活塞可被外部驱动力直接驱动滑动，所述第二活塞可被第一活塞驱动滑动；以及设置在缸筒内部的阻尼系统，所述阻尼系统包括磁流变阻尼调节组件和弹性组件，所述磁流变阻尼组件用于为所述第一活塞和第二活塞提供可调的阻尼力，所述弹性组件用于为第一活塞和第二活塞提供平衡预紧力和回弹力；本发明专利技术结构简单，刚度和阻尼可以连续实时调节，弥补了传统调谐质量阻尼器只适用于特定频段的缺陷，能够通过改变刚度来调节固有频率，以及改变阻尼来提升振动控制效果。以及改变阻尼来提升振动控制效果。以及改变阻尼来提升振动控制效果。

【技术实现步骤摘要】
阻尼与刚度可控的磁流变调谐质量阻尼器


[0001]本专利技术涉及磁流变减振领域，特别涉及一种阻尼与刚度可控的磁流变调谐质量阻尼器。

技术介绍

[0002]结构在外界激励的作用下产生振动，特别是激励频率靠近结构的固有频率时振动剧烈。调谐质量阻尼器能够将结构的振动能量转移到调谐质量块上，并通过阻尼材料将振动的机械能转化为热能进行耗散。传统的调谐质量阻尼器属于被动阻尼器，只有通过更换零部件才能改变其刚度和阻尼，且其固有频率与结构的振动频率接近时才能达到良好的减振效果。而实际振动工况复杂多变，当振动频率偏离设计频率时，调谐质量阻尼器有可能不仅起不到减振效果，反而还会加大结构的振动。
[0003]而磁流变阻尼器是基于磁流变液的智能减振器件，具有能耗较低、响应快和阻尼连续可调等优点。其原理是通过改变阻尼器内励磁线圈的电流来改变磁场的强度，磁场强度的变化可以改变磁流变液的剪切应力，从而具有刚度和阻尼可变的特性。
[0004]因此，为改进现有被动调谐质量阻尼器的适应工况单一的问题，可以将调谐质量阻尼器与磁流变阻尼器相结合，设计一种阻尼与刚度可控的磁流变调谐质量阻尼器。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的是克服现有调谐质量阻尼器只适用于特定频段的不足，提供一种阻尼与刚度可控的磁流变调谐质量阻尼器，其结构简单、能耗低、刚度阻尼可连续实时调节，可以满足各种振动工况的减振需求。
[0006]本专利技术针对上诉问题可通过以下技术方案来实现：
[0007]一种阻尼与刚度可控的磁流变调谐质量阻尼器，包括：
[0008]缸筒和端盖组件，用于形成封闭缸体；
[0009]第一活塞和第二活塞，设置于缸筒内且与缸筒内壁滑动配合，所述第一活塞可被外部驱动力直接驱动滑动，所述第二活塞可被第一活塞驱动滑动；
[0010]以及设置在缸筒内部的阻尼系统，所述阻尼系统包括磁流变阻尼调节组件和弹性组件，所述磁流变阻尼组件用于为所述第一活塞和第二活塞提供可调的阻尼力，所述弹性组件用于为第一活塞和第二活塞提供平衡预紧力和回弹力。
[0011]进一步，所述磁流变阻尼调节组件包括分别绕设于所述第一活塞和第二活塞上的励磁线圈和设置在所述第一活塞和第二活塞圆周表面的磁流变复合材料，所述励磁线圈用于在第一活塞和第二活塞表面形成励磁磁场，所述磁流变复合材料在励磁磁场作用下可改变第一活塞和第二活塞与缸筒内壁之间的阻尼力大小。
[0012]进一步，所述弹性组件包括设置在所述第一活塞与端盖组件之间的第一弹簧、设置在所述第一活塞与第二活塞之间的第二弹簧以及设置在所述第二活塞与端盖组件之间的第三弹簧；通过改变第二活塞与缸筒内壁之间的阻尼力大小，进而改变第二弹簧和第三
弹簧的等效刚度以实现对阻尼器的刚度调节。
[0013]进一步，所述第一活塞和第二活塞周向方向开设有用于安装励磁线圈的环形安装槽，所述励磁线圈位于所述磁流变复合材料内侧。
[0014]进一步，还包括用于驱动第一活塞滑动的活塞杆，所述活塞杆与缸筒同轴设置且与第一活塞固定连接，所述第二活塞外套安装在活塞杆上且能在活塞杆轴向滑动。
[0015]进一步，所述活塞杆包括第一活塞杆和第二活塞杆，所述第一活塞杆和第二活塞杆的固定端与第一活塞固定连接，所述第一活塞杆和第二活塞杆的自由端轴向贯穿所述端盖组件并延伸至缸筒外。
[0016]进一步，所述端盖组件包括与活塞杆同轴设置的导向座以及用于安装导向座的法兰盘，所述导向座与法兰盘固定连接设置，所述法兰盘端面与缸筒端面贴合安装。
[0017]进一步，所述第二活塞上固定连接设置有导向座，所述第二活塞通过导向座在第二活塞杆上轴向移动。
[0018]进一步，所述第一活塞杆和第二活塞杆上均开设有排气孔，所述排气孔用于排气或励磁线圈的导线安装。
[0019]进一步，所述第一活塞杆和第二活塞杆的自由端设置有固定件，所述固定件与外部振动结构连接。
[0020]本专利技术的有益效果是：
[0021]1)本专利技术中的阻尼与刚度可控的磁流变调谐质量阻尼器，结构简单，刚度和阻尼可以连续实时调节，弥补了传统调谐质量阻尼器只适用于特定频段的缺陷，能够通过改变刚度来调节固有频率，以及改变阻尼来提升振动控制效果。
[0022]2)该阻尼器通过调节第一活塞上励磁线圈的电流来改变磁场强度，再利用磁流变液在磁场中的剪切应力变化的特性实现变阻尼；变刚度部分由第二活塞与第二弹簧串联，并与第三弹簧并联组成，通过改变第二活塞上励磁线圈的电流来改变阻尼，以此调节变刚度部分的等效刚度；通过第一活塞和第二活塞并联输出，因此可以单独控制刚度或阻尼，也可以联合控制。
[0023]3)采用磁流变复合材料，该材料具有较好的抗沉降性和耐久性，减少磁流变材料的使用量，降低了成本。
附图说明
[0024]下面结合附图和实施方案对本专利技术作进一步描述。
[0025]图1本专利技术中阻尼与刚度可控的磁流变调谐质量阻尼器结构示意图；
[0026]图2为本专利技术的模型示意图；
[0027]其中附图标记为：1
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吊耳；2
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第一活塞杆；21
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左排气孔；3
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小内六角螺栓；4
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第一弹簧；5
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第一活塞；6
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第二弹簧；7
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缸筒；8
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第二活塞；9
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第三弹簧；10
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法兰盘；11
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导向座；12
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大内六角螺栓；13
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磁流变复合材料；14
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第二活塞杆；141
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右排气孔；15
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励磁线圈；c是活塞处的阻尼系数；k是弹簧的刚度；m是调谐质量阻尼器的缸筒质量；q是主系统传递的振动加速度；y是调谐质量阻尼器的振动加速度。
具体实施方式
[0028]如图所示，本专利技术提供的一种阻尼与刚度可控的磁流变调谐质量阻尼器，包括：
[0029]缸筒7和端盖组件，用于形成封闭缸体；
[0030]第一活塞5和第二活塞8，设置于缸筒7内且与缸筒内壁滑动配合，所述第一活塞5可被外部驱动力直接驱动滑动，所述第二活塞8可被第一活塞5驱动滑动；
[0031]以及设置在缸筒7内部的阻尼系统，所述阻尼系统包括磁流变阻尼调节组件和弹性组件，所述磁流变阻尼组件用于为所述第一活塞5和第二活塞8提供可调阻尼力，所述弹性组件用于为第一活塞5和第二活塞8提供平衡预紧力和回弹力；
[0032]所述第一活塞5通过磁流变阻尼调节组件改变第一活塞的阻尼力大小实现阻尼器的阻尼可控，所述第二活塞8通过磁流变阻尼调节组件改变第二活塞的阻尼力大小实现弹性组件的等效刚度改变，进而实现阻尼器的刚度可控。
[0033]本实施例中，该阻尼器通过缸筒7和分别设置在缸筒7开口两侧的端盖组件连接固定后形成了封闭缸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种阻尼与刚度可控的磁流变调谐质量阻尼器，其特征在于：包括：缸筒和端盖组件，用于形成封闭缸体；第一活塞和第二活塞，设置于缸筒内且与缸筒内壁滑动配合，所述第一活塞可被外部驱动力直接驱动滑动，所述第二活塞可被第一活塞驱动滑动；以及设置在缸筒内部的阻尼系统，所述阻尼系统包括磁流变阻尼调节组件和弹性组件，所述磁流变阻尼组件用于为所述第一活塞和第二活塞提供可调的阻尼力，所述弹性组件用于为第一活塞和第二活塞提供平衡预紧力和回弹力。2.根据权利要求1所述的阻尼与刚度可控的磁流变调谐质量阻尼器，其特征在于：所述磁流变阻尼调节组件包括分别绕设于所述第一活塞和第二活塞上的励磁线圈和设置在所述第一活塞和第二活塞圆周表面的磁流变复合材料，所述励磁线圈用于在第一活塞和第二活塞表面形成励磁磁场，所述磁流变复合材料在励磁磁场作用下可改变第一活塞和第二活塞与缸筒内壁之间的阻尼力大小。3.根据权利要求2所述的阻尼与刚度可控的磁流变调谐质量阻尼器，其特征在于：所述弹性组件包括设置在所述第一活塞与端盖组件之间的第一弹簧、设置在所述第一活塞与第二活塞之间的第二弹簧以及设置在所述第二活塞与端盖组件之间的第三弹簧；通过改变第二活塞与缸筒内壁之间的阻尼力大小，进而改变第二弹簧和第三弹簧的等效刚度以实现对阻尼器的刚度调节。4.根据权利要求3所述的阻尼与刚度可控的磁流变调谐质量阻尼器，其特征在于：所述第一活塞与第二活塞的周向方向上开...

【专利技术属性】
技术研发人员：董小闵，吴昊，冉金超，欧阳健国，刘青林，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：