[发明专利]一种具有失电增阻功能的磁流变液阻尼器

说明书

本发明公开了一种具有失电增阻功能的磁流变液阻尼器，包括磁流变液阻尼器以及置于磁流变液阻尼器顶部和两侧的3个常闭式失效断电电磁阀增阻系统，电磁阀和磁流变液阻尼器采用法兰连接，通过电磁阀失电时推动阻力钢片控制磁流变液阻尼器的阻尼通道缩小，从而实现失电状态下大幅增大磁流变液阻尼器的被动阻尼力，以达到使其自转变为大吨位被动阻尼器的功能。本发明主要解决磁流变液阻尼器在失电时被动阻尼力过小的问题，弥补了失电状态下的可调库伦力的损失，以保证极端情况电源失效下仍能满足大型土木工程结构的被动阻尼力的要求，装置具有成本低、控制稳定、后期易于维护等优点。

技术领域

本发明属于土木工程振动控制和机械自动化领域，尤其涉及一种具有失电增阻功能的磁流变液阻尼器。

背景技术

磁流变液阻尼器是一种智能化、高性能的半主动控制装置，该装置中的电磁场能将磁流变液在毫秒级的时间内由牛顿液态转化为具有一定抗剪强度的粘塑性状态，通过电流控制的磁场强度，来调节磁流变液的抗剪强度，从而实现结构的智能控制。由于磁流变液阻尼器构造简单、响应迅速、阻尼力大且连续可调等优点，因而非常适合应用于大型土木工程结构振动的控制。

磁流变液阻尼器的另一显著特点是在电源失效(如地震使电力设备破坏)的情况下仍能当被动阻尼器使用，然而，磁流变液阻尼器在失电时充当被动阻尼器所能提供的阻尼力是很小的，通常仅为总阻尼力的1/20～1/10，即500KN的磁流变液阻尼器失电后，仅有25KN～50KN的被动阻尼力，根本无法满足大型土木工程结构阻尼力的出力要求。

磁流变液阻尼器一般是根据出力需要来设计阻尼通道间隙(即阻尼通道宽度)，如若设计的通道间隙过小，通电时由于液体变为半固态，会造成磁流变液无法有效从阻尼通道通过造成阻尼器阻塞，无法正常工作，但过大的阻尼间隙又会造成总阻力较小，所以通常阻尼通道间隙设计为2mm，在阻尼通道间隙确定的情况下，磁流变液在阻尼通道的状态决定着阻尼力大小。当外部电源能正常供电时，磁流变液阻尼器能根据结构响应实时反馈调节电流强度进而调节磁流变液在阻尼通道内的状态，实现所需阻尼力的输出。然而，当外部电源遭到破坏(如地震)而丧失给磁流变液阻尼器供电能力时，磁流变液由半固体状态恢复到液体状态，磁流变液的抗剪强度降到最低，磁流变液阻尼器只能输出很小的被动阻尼力，对于大型土木工程结构，是无法满足出力要求的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种具有失电增阻功能的磁流变液阻尼器，能在失电状态下大幅增加磁流变液阻尼器的被动阻尼力，实现失电时阻尼器仍有较大被动阻尼力，增强大型土木工程结构的减振可靠性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种具有失电增阻功能的磁流变液阻尼器，磁流变液阻尼器缸体的内部设置阻尼钢片，磁流变液阻尼器缸体的内壁上开设有缸体沟槽，缸体沟槽用于对阻尼钢片进行限位，磁流变液阻尼器缸体上缸体沟槽的位置设在磁流变液阻尼器活塞的正中间对应的缸体内壁一侧，缸体沟槽的深度等于阻尼钢片的宽度，阻尼钢片的宽度为阻尼通道宽度的2倍，阻尼钢片的中部固定有套筒，阻尼钢片通过套筒与电磁阀活塞固定连接，电磁阀包括固定铁芯、弹簧、动铁芯、电磁阀活塞、电磁阀电磁线圈、电源线，其中动铁芯内部中空，设置一个沿竖直方向的弹簧，弹簧的上端与固定铁芯的底部连接，弹簧的下端与动铁芯的底部连接，沿着固定铁芯和动铁芯的周向设置一个电磁阀电磁线圈，动铁芯的下部连接一个电磁阀活塞，电磁阀电磁线圈通过电源线与外部电源连接。

按上述技术方案，电磁阀活塞和套筒螺纹连接，电磁阀的底部设置电磁阀法兰盘，磁流变液阻尼器缸体的外表面设置磁流变液阻尼器法兰盘，电磁阀法兰盘和磁流变液阻尼器法兰盘通过螺栓固定连接。

按上述技术方案，阻尼钢片为圆弧形钢片，阻尼钢片共3个，每个阻尼钢片对应设置一个电磁阀，3个电磁阀均匀布设，互成120度。

按上述技术方案，电磁阀法兰盘、磁流变液阻尼器法兰盘上均开设有沟槽，电磁阀法兰盘和磁流变液阻尼器法兰盘上的沟槽中均放置一个橡胶密封圈。