[发明专利]一种多孔磁流变弹性体及缓冲装置

说明书

技术领域

本发明属于磁流变材料及应用技术领域，特别涉及一种多孔磁流变弹性体及基于多孔磁流变弹性体的缓冲装置。

背景技术

磁流变弹性体是磁流变材料家族中的一位新成员，在噪声与振动控制、刚度可控系统以及敏感元件中具有广阔的应用前景。磁流变弹性体兼有磁流变液的粘性特性，又拥有弹性固体的弹性性质，属于一种可变刚度与阻尼的智能材料。然而，传统的磁流变弹性体存在磁致效应不高和阻尼调节范围有限的问题，也成为了磁流变弹性体发展的瓶颈。另外，近年来已有研究者将磁流变弹性体应用于剪切式隔振装置中，但磁流变弹性体对剪切应变十分敏感，磁致效应在剪切应变的作用下，迅速下降。并且在剪切模式下存在承载能力低下的缺点，制约了这种智能材料在隔振缓冲及吸振领域的应用。

发明内容

有鉴于此，本发明所要解决的技术问题是提供一种多孔磁流变弹性体及基于多孔磁流变弹性体的缓冲装置。

本发明的目的之一是提出一种多孔磁流变弹性体；本发明的目的之二是提出一种基于多孔磁流变弹性体的缓冲装置。

本发明的目的是这样实现的：

本发明的目的之一是通过以下技术方案来实现的：

本发明提供的一种多孔磁流变弹性体，包括橡胶基体、气体胞体、软磁填充颗粒，所述软磁填充颗粒在有磁场环境下能形成链状有序结构，所述气体胞体通过橡胶发泡剂在磁流变弹性体基体中分解产生的气体形成气体胞体，置于软磁填充颗粒所形成的链段之间或链段之中；所述气体胞体自由散布于橡胶基体中，所述气体胞体的数量通过控制发泡剂的添加量来确定。

本发明的目的之二是通过以下技术方案来实现的：

本发明提出的一种基于压缩模式多孔磁流变弹性体的缓冲装置，包括多孔磁流变弹性体、上磁极、连接杆、非导磁平板、下磁极、励磁线圈和外套筒，所述上磁极和下磁极之间设置有多孔磁流变弹性体，所述多孔磁流变弹性体一端粘结非导磁平板，所述非导磁平板上设置有连接杆，所述连接杆从所述上磁极设置的通孔中穿过，所述上磁极和下磁极套设于外套筒内，所述上磁极、下磁极与外套筒之间设置有励磁线圈。

进一步，所述多孔磁流变弹性体、上磁极、下磁极、励磁线圈和外套筒组成闭合磁回路。

进一步，所述上磁极、下磁极和多孔磁流变弹性体表面都是圆形。

进一步，所述上磁极、下磁极和外套筒为高导磁材料，所述连接杆和非导磁平板为不导磁的硬质金属材料。

进一步，所述上磁极、下磁极通过控制励磁线圈的电流大小来调节磁回路中磁场的强弱，从而改变改变多孔磁流变弹性体的刚度与阻尼。

    进一步，所述的多孔磁流变弹性体，包括橡胶基体、气体胞体和软磁填充颗粒，所述软磁填充颗粒在有磁场环境下形成链状有序结构，所述气体胞体通过橡胶发泡剂在磁流变弹性体基体中分解产生的气体形成气体胞体，将置于软磁填充颗粒所形成的链段之间或链段之中；所述气体胞体自由散布于橡胶基体中，所述气体胞体的数量通过控制发泡剂的添加量来确定。

本发明的优点在于：本发明提供的多孔磁流变弹性体是基于传统的磁流变弹性体基础上，利用橡胶的发泡技术，将大量的密闭气体胞体引入磁流变弹性体中，以此改善磁流变弹性体在磁场作用下的刚度与阻尼的变化特性。

与现有技术相比具有以下优点：

1、多孔磁流变弹性体可以拓宽在磁场作用下的刚度变化范围，而且可通过改变橡胶发泡剂的加入量，控制气体胞体数量，起到调节阻尼的作用，改善缓冲效果。

2、多孔磁流变弹性体由于气体胞体的存在，在外界冲击作用时，由于冲击受力，气体胞体发生形变，起到增强衰减冲击能量的作用。

3、 多孔磁流变弹性体压缩式缓冲装置具有比剪切模式更好的承载能力，另外，由于气体胞体的存在，可以增加磁流变弹性体的形变量，增加了冲击行程，并且可较低传统磁流变弹性体对应变敏感特性，确保缓冲器在较宽的行程范围内具有良好的效果。

 

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：

图1 是多孔磁流变弹性体结构示意图；

图2 是多孔磁流变弹性体压缩式缓冲装置结构示意图。

图中，橡胶基体-11、气体胞体-12、软磁填充颗粒-13、多孔磁流变弹性体-1、上磁极-2、连接杆-3、非导磁平板-4、下磁极-5、励磁线圈-6、外套筒-7。

具体实施方式