[发明专利]一种大承载力永磁调节式磁流变阻尼器

说明书

一种大承载力永磁调节式磁流变阻尼器，包括工作缸、附缸、永磁组件、活塞及连接在活塞两端的活塞杆Ⅰ和活塞杆Ⅱ，活塞杆Ⅰ伸出工作缸顶端与轴承耳环Ⅰ连接，活塞杆Ⅱ伸出工作缸底端伸进附缸内腔；活塞的中心通孔两端设有与活塞杆Ⅰ和活塞杆Ⅱ连接的内圆台阶，活塞外周两端外圆台阶上开有供磁流变液流动的流通孔；所述活塞杆Ⅰ中心安装调节杆，活塞杆Ⅰ与活塞连接端设有型腔Ⅰ，活塞杆Ⅱ与活塞连接端设有与型腔Ⅰ一致的型腔Ⅱ，型腔Ⅰ与型腔Ⅱ构成的长型腔安装永磁组件和支撑块，支撑块与调节杆连接，薄壁环外圆与通孔内壁之间形成与流通孔相通的节流间隙。该阻尼器承载力和阻尼力调节范围大，拉压受力均匀，拉伸和压缩力值对称，阻尼器参数稳定。

技术领域

本发明涉及一种桥梁及建筑工程中使用的减振耗能装置，尤其涉及一种大承载力永磁调节式磁流变阻尼器。

背景技术

永磁调节式磁流变阻尼器是通过调节磁场强度改变磁流变液的特性，再通过剪切或挤压等方式使磁流变液在流动种耗散能量而产生阻尼，由于磁场强度随着远离永磁体的距离增加而急剧衰减，而要实现较大阻尼力则需要足够强度的结构构件，而足够强度的结构构件势必会增大磁场与磁流变液的距离，即导致磁场强度衰减，最终使永磁调节式磁流变阻尼器失去了可调的功能；因此，小规格的阻尼器易实现可调节，而大承载力阻尼器必须采用其他结构形式解决上述调节磁场强度与结构强度之间的矛盾。

阻尼器的磁场强度由永磁铁提供，一般通过两种方式来调整阻尼力值的大小：1）设置阻磁结构改变作用于磁流变液的磁场强度的大小；2）增减永磁铁的数量来改变磁场的作用范围。永磁铁的设置或是设在工作缸外部（外置式），或是设在工作缸内部（内置式），现有技术中的有关技术存在如下问题：

一、现有外置式磁流变阻尼器，通过调节磁铁数量改变磁场强度，虽能调节阻尼器参数，但其存在如下不足：

1．永磁铁置于工作缸外，磁场透过工作缸壁厚作用于磁流变液。为了达到外置磁场对磁流变液的有效调节，必须采用薄壁结构，这将降低阻尼器的承载力；而如需增大阻尼器的承载力，必须增大工作缸的壁厚，这又将大大降低永磁体磁环对磁流变液的作用，降低阻尼力的调节范围；

2．永磁铁外置于工作缸上，易导致在安装时吸附于其他物体，强大的永磁体吸附力会击碎永磁铁本体，而且永磁铁尺寸相对与内置结构的永磁铁要大，成本增加；

二、现有内置式阻尼器均存在以下一个或多个方面的不足：

1. 活塞与内管采用紧配合方式固定，承载力增大后活塞与内管会发生相对滑动，阻尼器功能丧失；

2. 为实现阻尼力、阻尼系数的可调节作用，均采用薄壁结构以增强永磁铁对磁流变液的有效作用，同时该薄壁又承载结构作用力，而薄壁结构强度不能满足大承载力要求，存在既要阻尼力、阻尼系数可调节，又要实现大承载力的相互矛盾；

3. 当需要大承载力且调节磁场强度不需要太大时，需要使用的永磁铁也少，则薄壁结构下方的支撑面有限，不能保证所有薄壁结构下方均有支撑，而缺少支撑那部分的薄壁结构在大承载力的大压力下会发生变形，破坏节流间隙的大小；

4. 对于在整个节流间隙中未设有阻磁结构且装配后不能再增加永磁铁数量的内置永磁铁调节杆，其阻尼力、阻尼系数调节不可行；

5. 采用单出杆型，单出杆型阻尼器的弊端是拉伸和压缩产生的阻尼力不对称，增加了结构计算的难度，由于拉伸和压缩力值不对称，拉压受力不均；

6．阻尼器与结构件的连接处未考虑因连接阻尼器两端的结构发生横向偏移时阻尼器被折坏。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种具有大承载力的永磁调节式磁流变阻尼器，以克服已有技术所存在的上述不足。

为解决上述技术问题本发明采取的技术方案是：