[发明专利]具备高频抗冲及低频减振特性的挤压型智能隔震器

说明书

技术领域

本发明主要涉及结构隔震减振技术领域，尤其是涉及一种基于磁流变材料，具备高频抗冲及低频减振特性的挤压型智能可调隔震器。

背景技术

隔震技术作为“以柔克刚，隔震消能”的结构振动控制新途径之一，具有技术简单、造价低、性能可靠的优点，是国内外研究和应用最早的抗震减振方法，隔震装置在应用中取得了良好效果，但所暴露出来的问题不容忽略。如：隔震体系主要依赖橡胶隔震层的柔韧性，对结构的位移响应和加速度响应不易同时控制；传统基础隔震技术仍属于被动控制技术，其性能较为单一，适应性不强，出力不可控，其减振效果明显依赖于输入激励的频谱特性和结构的动态特性，适用激励范围窄；在低频振动及高频冲击等恶劣环境激励下不能进行有效的隔震减振。

磁流变胶(Magnetorheological Gel，简称MRG)和磁流变弹性体(Magnetorheological Elastomer，简称MRE)均是性能优异的智能材料，最突出的特征是它的力学性能、电学性能等可以由磁场控制，其磁场可控的性能称为磁流变效应。MRG是将磁性颗粒分散到凝胶基体中，形成一个性能较MRF更为稳定的胶状体系，克服了磁流变液(Magnetorheologcal Fluid，简称MR)的沉降问题。MRE是将微米级的铁磁性颗粒散布在高分子聚合物(如橡胶)中固化形成有序结构，它兼有MR材料和弹性体的优点，又克服了MR沉降、稳定性差等缺点。磁流变智能材料的优异性能使得它非常适用于主动、半主动控制装置，从而实现隔震减振器件的智能调控。

很多科研部门和研究机构对智能隔震器进行了探索和研究，国内专利：CN200910062822.1公开的“自适应调节剪切性能的叠层型智能隔震支座”、CN201120409690.8公开的“智能隔震橡胶支座”、CN201310600630.8公开的“一种新型智能隔震橡胶支座”等，它们中部分装置克服了传统隔震器的缺点，但是有些采用的材料是传统橡胶，利用敏感元件及外部智能测试方法进行隔震器集中监测和自动监测，实现开环的智能隔震；有些采用MRE智能材料，利用励磁线圈产生磁场进行激励的方法对隔震器进行闭环实时控制，但是主要还是采用叠层MRE的剪切模式实现智能出力。这些设计的隔震器要么没有真正实现闭环的智能控制，要么存在不适应振动频率相差较大恶劣激励环境的问题。

发明内容

技术问题：针对现有技术存在的技术问题，本发明涉及一种统一了低频地震及高频冲击不同激励进行隔震减振的智能隔震器，克服了传统橡胶隔震器出力调节范围有限、出力不可控的缺陷；与现有智能隔震器相比，本发明适用激励范围宽，对于高、低频不同激励均可有效进行隔震减振，挤压型设计使其具有低频激励下出力更大的特点。

技术方案：

一种具备高频抗冲及低频减振特性的挤压型智能隔震器，包括上盖板、MRG磁轭棒、MRG工作盘、MRG底盘、MRG工作缸、支撑盘、MRE磁轭棒、下盖板、内衬缸、MRE支撑缸、MRG励磁线圈、限位挡环、磁流变胶MRG、挤压式极板环、环状磁流变弹性体MRE、MRE励磁线圈及圆形橡胶垫片；上盖板、MRG磁轭棒、MRG工作盘、MRG底盘、MRG工作缸、MRG励磁线圈、限位挡环、磁流变胶MRG组合成MRG高频工作部分，结构形式如图2所示；支撑盘、MRE磁轭棒、下盖板、内衬缸、MRE支撑缸、挤压式极板环、环状磁流变弹性体MRE及MRE励磁线圈组合成MRE低频工作部分，结构形式如图3所示；上盖板与限位挡环通过螺栓连接；上盖板与MRG工作盘通过MRG磁轭棒连接；MRG底盘与MRG工作缸通过螺栓连接；圆形橡胶垫片与MRG底盘、支撑盘两者均通过胶结方式连接；支撑盘与下盖板通过MRE磁轭棒连接；下盖板与MRE支撑缸通过螺栓连接；内衬缸、挤压式极板环、环状磁流变弹性体MRE及MRE支撑缸通过硫化方式处理成挤压型MRE整体，挤压式极板环结构形式如图4所示；MRG高频工作部分和MRE低频工作部分共同组成本发明的具备高频抗冲及低频减振特性的挤压型智能隔震器；上盖板、MRG磁轭棒、MRG工作盘、MRG底盘、MRG工作缸组成MRG磁场闭合回路，由MRG励磁线圈(11)激励产生磁场，如图5上部回路所示；支撑盘、MRE磁轭棒、下盖板、内衬缸、MRE支撑缸、挤压式极板环组成MRE磁场闭合回路，由MRE励磁线圈(20)激励产生磁场，如图5下部回路所示。