电涡流负刚度磁流变弹性体隔振器制造技术

一种电涡流负刚度磁流变弹性体隔振器，包括电涡流阻尼结构和负刚度磁流变弹性体结构，所述电涡流阻尼结构包括U型永磁体和导体，U型永磁体和导体均为环形，所述U型永磁体的底部安装在底板上，导体顶部与顶板连接、底部安装在U型永磁体内做切割磁感线运动，底板和顶板分别安装在振源与被隔振结构上，所述负刚度磁流变弹性体结构的一端设置在U型永磁体的环形内圈内且与底板连接，另一端设置在导体的环形内圈内且与顶板连接，本发明专利技术可以减少隔振系统通过共振区时的振幅，提高相对的隔振效果，以防止隔振系统结构因共振作用产生不利影响。防止隔振系统结构因共振作用产生不利影响。防止隔振系统结构因共振作用产生不利影响。

【技术实现步骤摘要】
电涡流负刚度磁流变弹性体隔振器


[0001]本专利技术涉及振动控制
，特别是指一种电涡流负刚度磁流变弹性体隔振器。

技术介绍

[0002]振动现象广泛存在于日常生活与工程应用中，其带来的危害不容小觑，在土木工程领域，振动能够导致房屋坍塌、桥梁断裂；在机械加工领域，振动的出现会造成精密加工仪器的磨损，导致加工精度降低；在仪器仪表领域，振动会导致仪器仪表结构的错位，造成测量精度的下降。
[0003]目前，常用的结构振动控制技术，可分为：被动控制、主动控制及半主动控制。传统的被动控制技术，其结构设计参数固定，仅能对固定幅值及频率的外界激励有效，缺乏自适应。与被动控制技术相比，主动控制技术可实时跟踪外载荷特性及结构自身振动特性，输出最优控制力，抑制结构振动。主动控制需要大量的外加能源提供所需控制力，在极端情况下抑振效果不佳。半主动控制集合了被动控制与主动控制的优点，仅需要较小的能量便能够实现振动系统的参数控制技术，达到有效减振的目的。
[0004]磁流变弹性体(MRE)是磁流变材料的一个新的分支，是由高分子聚合物(如橡胶等)和铁磁性颗粒在外加磁场的作用下固化而成，由于其兼有磁流变材料和弹性体的优点，响应快、可逆性好、可控性强，又克服了以往磁流变材料易沉降、稳定性差的缺点，因而成为磁流变材料领域的研究热点，可以广泛应用于机械传动、减振隔振、机器人和智能执行机构等领域。在外加可控磁场的作用下，磁流变弹性体隔振器的刚度特性可实现实时的智能控制，进而改变隔振系统的固有频率和竖向承载能力，在最大程度上实现隔绝外界振动传递到系统内部，从根本上达到工程结构隔振的目的。
[0005]磁流变弹性体的刚度与外加磁场呈正相关，目前设计的大部分MRE隔振器需要通电线圈一直通电以保证其较大的静刚度达到稳定承载的作用。然而负刚度磁流变弹性体结构能够很好的解决正向变刚度MRE隔振器在没有振动的情况下也需要一直通电的问题，更加符合实际工程应用要求。
[0006]另外，目前大部分的MRE隔振器没有设置阻尼机构来耗散外界激励带来的振动能量，仅靠磁流变弹性体材料本身仅有的低阻尼作用，这极大的影响了隔振器在受激扰后恢复稳定平衡状态时的效率，使隔振器长时间处于振动状态。传统的阻尼器多以油阻尼器为主，而油阻尼器中的密封件和阻尼油的耐久性一直受到质疑﹐且密封件的存在使得油阻尼器的摩擦力较大，在往复荷载作用下易出现漏油现象，而油阻尼器一旦漏油，其阻尼力、阻尼系数将减小，不再满足设计要求，工程存在安全隐患。此外﹐油阻尼器还存在寿命短﹑维护成本高，连接复杂、灵敏度低、启动阻力大等一系列问题。而采用电涡流阻尼结构，可使导体板在磁场中做切割磁感线运动产生电涡流以热能的形式耗散振动能量。

技术实现思路

[0007]本专利技术解决现有技术的不足而提供一种提高承载力、保证隔振性能的电涡流负刚度磁流变弹性体隔振器。
[0008]为实现上述目的，本专利技术首先提出了一种电涡流负刚度磁流变弹性体隔振器，包括电涡流阻尼结构和负刚度磁流变弹性体结构，
[0009]所述负刚度磁流变弹性体结构包括磁流变弹性体6、板式永磁体5、下支撑4、上支撑3和电磁装置；所述下支撑4与上支撑3位置相对对应，所述上支撑3固定在顶板1上，所述上支撑3固定在底板2上，底板2和顶板1分别安装在振源与被隔振结构上，所述上支撑3和下支撑4相对面上均固定有板式永磁体5；两块板式永磁体5之间安装有磁流变弹性体6，且磁流变弹性体6被两块板式永磁体5产生的第一磁场穿过，所述底板2上、磁流变弹性体6外还套装有电磁装置，所述电磁装置通电时产生的第二磁场也穿过磁流变弹性体6，且第一磁场与第二磁场的磁感线平行；
[0010]所述负刚度磁流变弹性体结构外套装有电涡流阻尼结构，所述电涡流阻尼结构的一端固定在顶板1，另一端固定在底板2上。
[0011]本实施方式中，所述电涡流阻尼结构包括U型永磁体10和导体11，U型永磁体10和导体11均为环形，所述U型永磁体10的底部安装在底板2上，导体11顶部与顶板1连接、底部安装在U型永磁体10内做切割磁感线运动，所述上支撑3设置在导体11的环形内圈内，并且导体11与上支撑3之间设有间隙；下支撑4设置在U型永磁体10的环形内圈内，所述U型永磁体10与下支撑4之间设有间隙，所述电磁装置安装在U型永磁体10与上、下支撑之间的间隙内。
[0012]本实施方式中，所述负刚度磁流变弹性体结构包括磁流变弹性体6、板式永磁体5、下支撑4、上支撑3、线圈支撑8和线圈；所述上支撑3固定在顶板上，所述上支撑3固定在底板上，所述下支撑4与上支撑3位置相对对应，所述上支撑3设置在导体11的环形内圈内，并且导体11与上支撑3之间设有间隙；下支撑4设置在U型永磁体10的环形内圈内，所述U型永磁体10与下支撑4之间设有间隙，所述底板2上、在U型永磁体10与下支撑4之间的间隙内还安装有电磁装置；所述上支撑3和下支撑4相对面上均固定有板式永磁体5；两块板式永磁体5之间安装有磁流变弹性体6，且磁流变弹性体6被两块板式永磁体5产生的第一磁场穿过，所述电磁装置通电时产生的第二磁场也穿过磁流变弹性体6，且第一磁场与第二磁场的磁感线平行。
[0013]本实施方式中，所述电磁装置包括固定在U型永磁体10与下支撑4之间的线圈支撑8，所述线圈为环形，所述线圈支撑8的高度覆盖磁流变弹性体6以及两块板式永磁体5；所述线圈支撑8内腔内缠绕有线圈，所述线圈支撑8与U型永磁体10之间还套装有隔磁套筒7，隔磁套筒7采用隔磁材料。
[0014]本实施方式中，还包括智能控制系统，所述智能控制系统包括安装在底板2上的位移传感器13、安装在顶板1上的误差传感器以及PID控制器14和电流控制器15，位移传感器13、误差传感器、电流控制器15通过数据线与PID控制器14连接实现信息传输，所述电流控制器15与线圈电连接。
[0015]本实施方式中，所述位移传感器13用于测量隔振器底板2的位移振动状态x(t)，并且将检测到的振动信号传输到PID控制器14中；
[0016]误差传感器用于获得受控后的振动位移状态y(t)，并且将检测到的振动信号传输到PID控制器14中；
[0017]所述PID控制器14基于PID控制原理对接收到的振动信号进行分析与处理，最终得到能使隔振器隔振性能较优的输出电流值，并将此信息传递给电流控制器15，最终由电流控制器15实现对线圈的电流大小加载。
[0018]本实施方式中，所述U型永磁体10产生磁场的磁感线垂直穿过导体11。
[0019]本实施方式中，所述上支撑3的下端面和下支撑4的上端面具有与板式永磁体5尺寸相匹配的卡扣，两块板式永磁体5分别通过卡扣与上支撑3和下支撑4固定连接。
[0020]本实施方式中，所述磁流变弹性体6由硅橡胶、羰基铁粉和二甲基硅油分别按7:2:1的比例在外加磁场条件下制备而成。
[0021]本实施方式中，所述顶板1、底板2、上支撑3和下支撑4均采用导磁体材料，线圈支撑8采用非导磁材料，所述隔磁套筒7和外套筒12均采用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电涡流负刚度磁流变弹性体隔振器，其特征在于：包括电涡流阻尼结构和负刚度磁流变弹性体结构，所述负刚度磁流变弹性体结构包括磁流变弹性体(6)、板式永磁体(5)、下支撑(4)、上支撑(3)和电磁装置；所述下支撑(4)与上支撑(3)位置相对对应，所述上支撑(3)固定在顶板(1)上，所述上支撑(3)固定在底板(2)上，底板(2)和顶板(1)分别安装在振源与被隔振结构上，所述上支撑(3)和下支撑(4)相对面上均固定有板式永磁体(5)；两块板式永磁体(5)之间安装有磁流变弹性体(6)，且磁流变弹性体(6)被两块板式永磁体(5)产生的第一磁场穿过，所述底板(2)上、磁流变弹性体(6)外还套装有电磁装置，所述电磁装置通电时产生的第二磁场也穿过磁流变弹性体(6)，且第一磁场与第二磁场的磁感线平行；所述负刚度磁流变弹性体结构外套装有电涡流阻尼结构，所述电涡流阻尼结构的一端固定在顶板(1)，另一端固定在底板(2)上。2.根据权利要求1所述的电涡流负刚度磁流变弹性体隔振器，其特征在于：所述电涡流阻尼结构包括U型永磁体(10)和导体(11)，U型永磁体(10)和导体(11)均为环形，所述U型永磁体(10)的底部安装在底板(2)上，导体(11)顶部与顶板(1)连接、底部安装在U型永磁体(10)内做切割磁感线运动，所述上支撑(3)设置在导体(11)的环形内圈内，并且导体(11)与上支撑(3)之间设有间隙；下支撑(4)设置在U型永磁体(10)的环形内圈内，所述U型永磁体(10)与下支撑(4)之间设有间隙，所述电磁装置安装在U型永磁体(10)与上、下支撑之间的间隙内。3.根据权利要求2所述的电涡流负刚度磁流变弹性体隔振器，其特征在于：所述电磁装置包括固定在U型永磁体(10)与下支撑(4)之间的线圈支撑(8)，所述线圈为环形，所述线圈支撑(8)的高度覆盖磁流变弹性体(6)以及两块板式永磁体(5)；所述线圈支撑(8)内腔内缠绕有线圈，所述线圈支撑(8)与U型永磁体(10)之间还套装有隔磁套...

【专利技术属性】
技术研发人员：王力东，卿信强，孙柏华，王文祥，陈镜丞，付宏渊，韩艳，李水生，何昌杰，周帅，李凯，庞霞，
申请(专利权)人：长沙理工大学中国建筑第五工程局有限公司中建五局第三建设深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：