CN106051025A - 一种基于磁流变弹性体与磁流变液的盘式阻尼器 - Google Patents

一种基于磁流变弹性体与磁流变液的盘式阻尼器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于磁流变弹性体与磁流变液的盘式阻尼器，该盘式阻尼器包括转轴、阻尼器壳体以及设置在阻尼器壳体内部的转盘、线圈和阻尼组件，所述的阻尼器壳体为中空的圆盘式结构，所述的转轴下端依次穿过设置在阻尼器壳体两表面的圆心处且与转轴间隙配合的轴孔，所述的转盘和线圈以转轴为中心由内向外依次设置，所述的转盘通过键与转轴共同转动，所述的阻尼组件包括磁流变弹性体和磁流变液，填充在阻尼器壳体内部除转轴、转盘和线圈之外的空间中。与现有技术相比，本发明具有双重阻尼，效果好、结构紧凑、易于引线、转动平稳等优点。

Description

一种基于磁流变弹性体与磁流变液的盘式阻尼器
技术领域
本发明涉及一种磁流体阻尼器，尤其是涉及一种基于磁流变弹性体与磁流变液的盘式阻尼器。
背景技术
磁敏智能软材料(也被称为磁流变材料)是一类多功能复合材料，通过将微米或纳米级的软磁性颗粒分散在不同种类的载体中制备而成.由于其流变性能可以随外加磁场连续、快速、可逆地变化，磁敏智能软材料在建筑、振动控制和汽车工业等领域得到了广泛地应用并引起了越来越多的关注。根据磁敏智能软材料在无外加磁场条件下的物理状态和基体的种类，目前可将其大致分为磁流变液和磁流变弹性体。磁流变液与磁流变弹性体在施加的磁场时，会产生剪切力，在外力作用下生成相应的阻尼力。
磁流变液阻尼器在减震，虚拟现实，医疗康复等方面具有广阔的应用前景，磁流变液阻尼器应用于汽车悬架，座椅的减震，具有可调节，智能化的优点。应用于大型桥梁的减震抗震，相比于传统的阻尼器，磁流变液阻尼器可调性更好，减震效果显著。目前磁流变阻尼器领域主要是磁流变液线性阻尼器，对于磁流变盘式阻尼器的利用比较少。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种双重阻尼，效果好、结构紧凑、易于引线、转动平稳的基于磁流变弹性体与磁流变液的盘式阻尼器。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种基于磁流变弹性体与磁流变液的盘式阻尼器，该盘式阻尼器包括转轴、阻尼器壳体以及设置在阻尼器壳体内部的转盘、线圈和阻尼组件，所述的阻尼器壳体为中空的圆盘式结构，所述的转轴下端依次穿过设置在阻尼器壳体两表面的圆心处且与转轴间隙配合的轴孔，所述的转盘和线圈以转轴为中心由内向外依次设置，所述的转盘通过键与转轴共同转动，所述的阻尼组件包括磁流变弹性体和磁流变液，填充在阻尼器壳体内部除转轴、转盘和线圈之外的空间中。
所述的阻尼器壳体包括通过螺栓固定连接的上端盖和下壳体，所述的上端盖为一圆形盖板，其内表面开设有一圆形凹槽，所述的下壳体为一U形壳体，其内表面与转盘之间设有第一间隙。
所述的磁流变弹性体嵌设在圆形凹槽中，并与转盘之间设有第二间隙，所述的第二间隙中填充磁流变液。
所述的圆形凹槽与转盘面积相同。
所述的下壳体外缘处开设有引线孔，所述的线圈通过引线孔与外部连接。
所述的转轴下端与下壳体底面齐平。
所述的第二间隙厚度为1-2mm。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
一、双重阻尼，效果好：本发明将磁流变液与磁流变弹性体组合使用，使整个阻尼器的产生的剪切力变大，生产成本降低，易于操作。
二、结构紧凑：磁流变弹性体粘接与上端盖的凹槽中，使得阻尼器的结构更加的紧凑。
三、易于引线：在下壳侧面开有小孔，引出线圈的导线。
四、转动平稳：转轴与转盘通过键连接，使得转盘转动更加的稳定。
附图说明
图1为本发明的结构示意图，其中，图(1a)为主视图，图(1b)为俯视图，图(1c)为主剖视图。
图2为下壳体结构示意图，其中，图(2a)为主视图，图(2b)为俯视图，图(2c)为主剖视图。
图3为上端盖结构示意图，其中，图(3a)为主视图，图(3b)为俯视图，图(3c)为主剖视图。
图4为转盘结构示意图，其中，图(4a)为主视图，图(4b)为俯视图，图(4c)为主剖视图。
图5为转轴结构示意图，其中，图(5a)为主视图，图(5b)为俯视图，图(5c)为主剖视图。
图6为键的结构示意图，其中，图(6a)为主视图，图(6b)为俯视图，图(6c)为主剖视图。
其中，1、转轴，2、上端盖，3、下壳体，4、磁流变弹性体，5、转盘，6、键，7、螺栓，8、磁流变液，9、线圈，10、引线孔。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例：
如图1-6所示，一种磁流变阻尼器包括转轴(1)，上端盖(2)，下壳体(3)，磁流变弹性体(4)，转盘(5)，键(6)，螺栓(7)，磁流变液(8)，线圈(9)。转盘(5)与下壳体(3)接触，线圈(9)布置在转盘(5)的外围，线圈(8)的导线经引线孔(10)接出，在上端盖开有凹槽，将磁流变弹性体(4)粘接与凹槽内，磁流变液(8)加注在转盘(5)与磁流变弹性体(4)之间，在下壳体(3)与上端盖(2)中心开有圆孔，如图5所示的轴(1)与两孔间隙配，方便其转动，转盘(5)上开有键槽，轴(1)通过如图6所示的键(6)与转盘(5)连接。
外力施加在轴上带动圆盘转动，由于力的相互作用，磁流变液与磁流变弹性体所产生的剪切力变为阻尼力。
线圈(9)通电产生磁场后，磁流变液(8)固化并与磁流变弹性体(4)共同在磁场的作用下，生成剪切力，磁流变液与磁流变弹性体的生成剪切力的原理为：
磁流变液剪切力计算采用Bingham模型：
τ＝τy(H)+η0ωr/h
其中，τ为磁流变体在圆盘表面产生的剪切力，τy(H)为磁流变体因磁场变化产生的剪切力，H为磁场强度，ω为转速，r为转盘半径，h为转盘表面与上端盖内间隙，η0为磁流变液屈服后粘度。
磁流变弹性体剪切力根据黏弹性理论计算：
其中，γ0为最大剪切应变，为储能剪切模量，为损耗剪切模量。

Claims (7)

1.一种基于磁流变弹性体与磁流变液的盘式阻尼器，其特征在于，该盘式阻尼器包括转轴(1)、阻尼器壳体以及设置在阻尼器壳体内部的转盘(5)、线圈(9)和阻尼组件，所述的阻尼器壳体为中空的圆盘式结构，所述的转轴(1)下端依次穿过设置在阻尼器壳体两表面的圆心处且与转轴(1)间隙配合的轴孔，所述的转盘(5)和线圈(9)以转轴(1)为中心由内向外依次设置，所述的转盘(5)通过键(6)与转轴(1)共同转动，所述的阻尼组件包括磁流变弹性体(4)和磁流变液(8)，填充在阻尼器壳体内部除转轴(1)、转盘(5)和线圈(9)之外的空间中。
2.根据权利要求1所述的一种基于磁流变弹性体与磁流变液的盘式阻尼器，其特征在于，所述的阻尼器壳体包括通过螺栓(7)固定连接的上端盖(2)和下壳体(3)，所述的上端盖(2)为一圆形盖板，其内表面开设有一圆形凹槽，所述的下壳体(3)为一U形壳体，其内表面与转盘(5)之间设有第一间隙。
3.根据权利要求2所述的一种基于磁流变弹性体与磁流变液的盘式阻尼器，其特征在于，所述的磁流变弹性体(4)嵌设在圆形凹槽中，并与转盘(5)之间设有第二间隙，所述的第二间隙中填充磁流变液(8)。
4.根据权利要求2或3所述的一种基于磁流变弹性体与磁流变液的盘式阻尼器，其特征在于，所述的圆形凹槽与转盘(5)面积相同。
5.根据权利要求2所述的一种基于磁流变弹性体与磁流变液的盘式阻尼器，其特征在于，所述的下壳体(3)外缘处开设有引线孔(10)，所述的线圈(9)通过引线孔(10)与外部连接。
6.根据权利要求1所述的一种基于磁流变弹性体与磁流变液的盘式阻尼器，其特征在于，所述的转轴(1)下端与下壳体(3)底面齐平。
7.根据权利要求3所述的一种基于磁流变弹性体与磁流变液的盘式阻尼器，其特征在于，所述的第二间隙厚度为1-2mm。
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