[发明专利]一种具有低零场阻尼力与宽阻尼可调范围的磁流变阻尼器

说明书

一种具有低零场阻尼力与宽阻尼可调范围的磁流变阻尼器，属于减振系统技术领域。包括缸体、同轴安装在缸体内的活塞、可拆卸安装在缸体两端并用于支撑活塞往复运动的两个缸体端盖以及设置在活塞外壁中部的线圈；所述活塞中间设有凸起部，所述线圈安装在凸起部上，凸起部将缸体的腔室分隔为腔室Ⅰ和腔室Ⅱ，且腔室Ⅰ和腔室Ⅱ之间通过凸起部与缸体内壁之间的间隙连通。本发明所提出磁流变阻尼器能够提供更小的零场阻尼力。在励磁线圈不通电的工况下，磁流变液能够在内外两个环形节流通道中自由流动，相较于传统的单通道磁流变阻尼器，节流通道的截面积大大增加，能够降低阻尼器的最小阻尼力输出值，提升高频激励工况下的隔振效果。

技术领域

本发明属于减振系统技术领域，具体涉及一种磁流变阻尼器。

背景技术

磁流变液是一种新型智能材料，当环境中不存在磁场时，其为牛顿流体状态。而当对其施加磁场后，磁流变液能够在毫秒量级内从牛顿流体状态转变为半固体状态，并且这种变化是可逆的。磁流变阻尼器就是基于这种磁流变效应设计的半主动作动器，能够通过控制励磁电流的大小实现对输出阻尼力的调节。相较于传统的液压阻尼器，磁流变阻尼器具有阻尼连续可调、失效安全性高、响应迅速等突出优点，因而近年来成为研究热点，并且广泛应用于车辆悬架、土木建筑以及航空航天等领域。

阻尼力可调范围是评价磁流变阻尼器性能的关键指标。现有的磁流变阻尼器结构大都通过增加励磁线圈数量、增加磁场有效区域、增加节流通道长度等途径，增大磁流变阻尼器的最大输出阻尼力，进而实现拓宽阻尼力可调范围的目的。但是根据线性隔振理论可知，在高频隔振区，降低系统的阻尼系数才有利于提高系统的隔振性能，因此有必要提出一种零场阻尼力较小，且具有较宽阻尼可调范围的磁流变阻尼器。

磁流变阻尼器的阻尼力输出包含三部分，分别为粘滞阻尼力、库仑阻尼力、摩擦力。其中粘滞阻尼力是由于磁流变液粘性带来的阻尼力，属于不可控阻尼力，为了降低磁流变阻尼器的零场阻尼力，需要减小这部分阻尼力。而库仑阻尼力是由于磁流变效应产生的阻尼力，属于可控阻尼力，为了提高阻尼力可调范围，需要增大这部分阻尼力。摩擦力主要是指磁流变阻尼器内部密封件之间的摩擦，这部分属于不可控阻尼力，为减小摩擦带来的阻尼力，在结构设计中需要尽量减少滑动密封件的使用。

现有的磁流变阻尼器大都采用单一的环形节流通道结构，根据流体力学理论可知，为了降低粘滞阻尼力，需要增大节流通道间隙。但是在励磁线圈匝数一定的前提下，节流通道间隙的增大会使得节流通道内部的磁感应强度减小，进而减低库仑阻尼力，使得磁流变阻尼器的阻尼力可调范围减小。因此传统的单通道磁流变阻尼器难以同时实现低零场阻尼与宽阻尼可调范围这两个设计目标。

查阅文献发现，现有的双通道磁流变阻尼器结构大都采用单一线圈结构，两节流通道内的磁场强度同时受控于同一匝励磁线圈，线圈产生的磁感线需要同时垂直穿过两个节流通道间隙，使得磁回路中的磁阻大大增加。为了保证节流通道内的磁感应强度达到要求，就需要增加励磁线圈的匝数，这就导致现有的双通道磁流变阻尼器径向尺寸大大增加，活塞面积增大，进而增大了磁流变阻尼器的零场阻尼力。

综上，为了提高磁流变阻尼器的隔振性能，有必要对现有的磁流变阻尼器结构进行改进，设计一种具有低零场阻尼力与宽阻尼可调范围的磁流变阻尼器。这有利于提高磁流变阻尼器在高频激励下的隔振性能，拓宽磁流变阻尼器的应用场景。

发明内容

本发明为了解决背景技术中提到的问题，进而提供一种具有低零场阻尼力与宽阻尼可调范围的磁流变阻尼器。

本发明所采取的技术方案是：一种具有低零场阻尼力与宽阻尼可调范围的磁流变阻尼器，包括缸体、同轴安装在缸体内的活塞、可拆卸安装在缸体两端并用于支撑活塞往复运动的两个缸体端盖以及设置在活塞外壁中部的线圈；所述活塞中间设有凸起部，所述线圈安装在凸起部上，凸起部将缸体的腔室分隔为腔室Ⅰ和腔室Ⅱ，且腔室Ⅰ和腔室Ⅱ之间通过凸起部与缸体内壁之间的间隙连通。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：