CN106838106A - 一种新型磁流变液阻尼器 - Google Patents

一种新型磁流变液阻尼器 Download PDF

Info

Publication number
CN106838106A
CN106838106A CN201710168127.8A CN201710168127A CN106838106A CN 106838106 A CN106838106 A CN 106838106A CN 201710168127 A CN201710168127 A CN 201710168127A CN 106838106 A CN106838106 A CN 106838106A
Authority
CN
China
Prior art keywords
electromagnet
magnetic
damper
group
piston
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201710168127.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106838106B (zh
Inventor
赵丹
刘少刚
韩维光
冯立锋
石新新
赵跃超
杨加庆
陈璐
宋科杰
张亚鹏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Harbin Engineering University
Original Assignee
Harbin Engineering University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Harbin Engineering University filed Critical Harbin Engineering University
Priority to CN201710168127.8A priority Critical patent/CN106838106B/zh
Publication of CN106838106A publication Critical patent/CN106838106A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106838106B publication Critical patent/CN106838106B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/32—Details
    • F16F9/53—Means for adjusting damping characteristics by varying fluid viscosity, e.g. electromagnetically
    • F16F9/535—Magnetorheological [MR] fluid dampers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/32—Details
    • F16F9/3207—Constructional features
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/32—Details
    • F16F9/3207—Constructional features
    • F16F9/3214—Constructional features of pistons

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Fluid-Damping Devices (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)

Abstract

本发明属于阻尼器及智能材料领域，尤其涉及一种磁流变液剪切模式和磁流变液构成的新型磁流变液阻尼器。本发明一部分由电磁铁组和蓄能器组周期布置，另一部分由外部控制系统构成，磁流变液阻抗根据外部环境由电磁铁施加磁场调整所述的磁流变液阻尼器包括工作缸、活塞组件、蓄能组，电磁铁组；活塞组件包括空心活塞杆，同轴装在空心活塞杆上的活塞导向器，活塞头与空心活塞杆固定连结。在不加电流作用下或控制系统故障时，磁流变液阻尼器变成传统的阻尼器，同样具有一定的阻尼力可起到减振作用。

Description

一种新型磁流变液阻尼器
技术领域
本发明属于阻尼器及智能材料领域，尤其涉及一种磁流变液剪切模式和磁流变液构成的新型磁流变液阻尼器。
背景技术
振动会引起一系列问题，比如振动引起机械零部件或结构的疲劳损坏，甚至松脱断裂失效，直接或间接造成设备事故。鉴于此在航天航空、船舶海洋、汽车等行业中已使用各种各样的阻尼器来减振消能。
磁流变液是一类场致流变的智能材料，在磁场作用下能够快速、可逆地由流动性良好的牛顿流体转变为高黏度、低流动性的Bingham弹塑性体的智能材料。磁流变液能够随着外部磁场的变化快速地改变自身状态，从而使整个悬浮液体的屈服应力和表现粘度发生2-3个数量级的变化。磁流变液材料随着磁场变化不仅可以改变阻尼、弹性模量，还能够改变对弹性波的阻抗，这引起了相关学者的兴趣，将其应用到可调节的分层结构中构成磁流变液阻尼器。
目前发明使用的磁流变阻尼器，大部分都是属于活塞孔隙流动模式，这种磁流变阻尼器因阻尼力可调范围窄、磁场作用区域小、磁流变液利用率低等缺点，使得所能提供的阻尼力范围有限，而分层结构能够充分利用磁流变液，不断构成硬层-软层-硬层结构，硬层依靠剪切力减振，软层依靠阻尼孔流动减振，两者结构可实现更优异的减振效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型磁流变液阻尼器。
本发明的目的是这样实现的：
一种新型磁流变液阻尼器，一部分由电磁铁组和蓄能器组周期布置，另一部分由外部控制系统构成，磁流变液阻抗根据外部环境由电磁铁施加磁场调整所述的磁流变液阻尼器包括工作缸、活塞组件、蓄能组，电磁铁组；活塞组件包括空心活塞杆，同轴装在空心活塞杆上的活塞导向器，活塞头与空心活塞杆固定连结；工作缸包括缸筒、上封盖，缸筒内充满磁流变液；活塞导向器内部开有数个流通孔，活塞导向器由锁紧垫片固定；缸筒侧边开孔与若干外部蓄能器相连，蓄能器内部装有滑动活塞，滑动活塞将蓄能器腔体分为左右腔体两部分，腔体内装有弹簧；缸筒外壁设计成带有多对凸肩结构，凸肩与电磁铁凹槽配合安装；工作腔外部布置了多层电磁铁，构成电磁铁组，每个电磁铁纵向间隔相等距离布置；活塞头和电磁铁组为磁导率高的材料做成，缸筒为不导磁的铝材料。
本发明的有益效果在于：
在不加电流作用下或控制系统故障时，磁流变液阻尼器变成传统的阻尼器，同样具有一定的阻尼力可起到减振作用。本磁流变液阻尼器不仅从磁流变液剪切阻尼力角度减振，利用磁流变液在磁场作用下产生流变特性，其阻尼力可以在毫秒级时间里瞬间增大，阻碍活塞运动起到减振效果。还利用阻尼孔两端压力差配合蓄能器缓冲振动。阻尼器采用外置蓄能器，以缩短阻尼器长度，可用于船舶等内部狭小空间。
附图说明
图1是磁流变液阻尼器的结构示意图；
图2是外置电磁铁俯视图；
图3是磁流变液阻尼器中的励磁线圈两端加载电流时内部形成的工作磁路示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步描述。
一种基于磁流变液材料的新型智能阻尼器，其特征在于：所述的磁流变液阻尼器包括工作缸、活塞组件、蓄能组，电磁铁组。活塞组件包括空心活塞杆、同轴装在空心活塞杆上的活塞导向器，活塞头，活塞头与空心活塞杆固定连结；工作缸包括缸筒、上封盖；缸筒内充满磁流变液；活塞导向器内部开有数个流通孔，活塞导向器由锁紧垫片固定；缸筒侧边开孔与若干外部蓄能器相连，蓄能器内部装有滑动活塞，滑动活塞将蓄能器腔体分为左右腔体两部分，腔体内装有弹簧；缸筒外壁设计成带有多对凸肩结构，凸肩与电磁铁凹槽配合安装；工作腔外部布置了多层电磁铁，构成电磁铁组，每个电磁铁纵向间隔相等距离(间隔距离等于电磁铁厚度)布置；活塞头和电磁铁组为磁导率高的材料做成；缸筒为不导磁的铝材料；
活塞的连接杆固定有活塞导向器，活塞导向器外圆安装有支撑环，以确保活塞平稳运动以及阻尼通道的均匀。活塞导向器内部设计均匀分布的磁流变液流通孔，在流通孔通道入口处为圆角，以减少磁流变液在通道中的紊流现象。电磁铁组上缠绕的励磁线圈数量根据需要设计。
工作缸外部设计的蓄能器组目的是缩短阻尼器的长度。蓄能器上工作腔装有弹簧，蓄能器的作用是在阻尼器压缩过程中，对负载质量起到缓冲作用和对阻尼器体积补偿作用。
磁流变液阻尼器的控制部分由加速度传感器、控制器、直流稳压电源构成，可实现根据外界的振动自动调节各励磁线圈通入电流大小，使得磁流变液阻尼器具有自适应性。
下面参照图1、图3进一步描述磁流变液阻尼器。
图中序号代表的零件名称：
(1)活塞杆(2)上封盖(3)密封圈(4)工作缸筒(5)支撑环(6)活塞头(7)弹簧(8)蓄能器(9)磁流变液(10)锁紧垫片(11)活塞导向器(12)导流口(13)电磁铁(14)螺线管线圈(15)振动信号传感器(16)控制器(17)直流电源
图1是磁流变液阻尼器的结构示意图。一种基于磁流变液材料分层阻尼器，其特征在于：所述的磁流变液阻尼器是由工作腔及外部控制系统两部分组成。工作腔包括活塞组件、外部蓄能器组和外部电磁铁组构成；控制系统部分包括传感器、控制器、直流电源。
当活塞杆上下运动时，外部传感器将检测到的加速度信号传给控制器，控制器经过振动分析，按照所需要的减振需求产生控制信号，并将控制信号传递到直流稳压电源上，直流稳压电源根据控制信号分别决定施加到工作腔外部电磁极组线圈的电流大小，工作腔中的磁流变液受磁场作用产生流变效应，其阻尼力瞬时大幅增加，阻碍活塞杆运动，一部分磁流变液通过上阻尼孔流出，另一部分磁流变液经过下阻尼孔流入外部蓄能器。
图2是磁流变液阻尼器中的励磁线圈两端加载电流时内部形成的工作磁路示意图。当螺线管线圈通入电流时，磁场沿着导磁体穿过工作腔，磁力线经过活塞头，形成磁场回路。

Claims (1)

1.一种新型磁流变液阻尼器，一部分由电磁铁组和蓄能器组周期布置，另一部分由外部控制系统构成，其特征在于：磁流变液阻抗根据外部环境由电磁铁施加磁场调整所述的磁流变液阻尼器包括工作缸、活塞组件、蓄能组，电磁铁组；活塞组件包括空心活塞杆，同轴装在空心活塞杆上的活塞导向器，活塞头与空心活塞杆固定连结；工作缸包括缸筒、上封盖，缸筒内充满磁流变液；活塞导向器内部开有数个流通孔，活塞导向器由锁紧垫片固定；缸筒侧边开孔与若干外部蓄能器相连，蓄能器内部装有滑动活塞，滑动活塞将蓄能器腔体分为左右腔体两部分，腔体内装有弹簧；缸筒外壁设计成带有多对凸肩结构，凸肩与电磁铁凹槽配合安装；工作腔外部布置了多层电磁铁，构成电磁铁组，每个电磁铁纵向间隔相等距离布置；活塞头和电磁铁组为磁导率高的材料做成，缸筒为不导磁的铝材料。
CN201710168127.8A 2017-03-21 2017-03-21 一种新型磁流变液阻尼器 Active CN106838106B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710168127.8A CN106838106B (zh) 2017-03-21 2017-03-21 一种新型磁流变液阻尼器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710168127.8A CN106838106B (zh) 2017-03-21 2017-03-21 一种新型磁流变液阻尼器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106838106A true CN106838106A (zh) 2017-06-13
CN106838106B CN106838106B (zh) 2019-01-15

Family

ID=59130016

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710168127.8A Active CN106838106B (zh) 2017-03-21 2017-03-21 一种新型磁流变液阻尼器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106838106B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108725573A (zh) * 2018-05-29 2018-11-02 南京航空航天大学 一种基于磁流变液的主动转向路感控制系统及其控制方法
CN110555278A (zh) * 2019-09-09 2019-12-10 南京航空航天大学 一种磁流变阻尼器的有限元多场耦合建模方法
CN112483483A (zh) * 2020-11-26 2021-03-12 河南工业职业技术学院 一种智能的隔膜蓄能器

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003130121A (ja) * 2001-10-26 2003-05-08 Matsushita Electric Works Ltd 可変粘性装置
US20070023245A1 (en) * 2005-07-29 2007-02-01 The Chinese University Of Hong Kong Pressurized magnetorheological fluid dampers
CN2934746Y (zh) * 2006-06-08 2007-08-15 武汉理工大学 多模式磁流变液阻尼器
CN202048132U (zh) * 2010-12-13 2011-11-23 成都晋林工业制造有限责任公司 磁流变式智能减振器
CN103527702A (zh) * 2013-10-24 2014-01-22 合肥工业大学 适用于高速冲击/低速振动控制系统的磁流变阻尼器
CN104315071A (zh) * 2014-08-25 2015-01-28 合肥工业大学 集成多层磁流变弹性体和磁流变阻尼器的新型智能减振器
CN106015437A (zh) * 2016-07-04 2016-10-12 北京交通大学 一种阶变电磁流变阻尼器

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003130121A (ja) * 2001-10-26 2003-05-08 Matsushita Electric Works Ltd 可変粘性装置
US20070023245A1 (en) * 2005-07-29 2007-02-01 The Chinese University Of Hong Kong Pressurized magnetorheological fluid dampers
CN2934746Y (zh) * 2006-06-08 2007-08-15 武汉理工大学 多模式磁流变液阻尼器
CN202048132U (zh) * 2010-12-13 2011-11-23 成都晋林工业制造有限责任公司 磁流变式智能减振器
CN103527702A (zh) * 2013-10-24 2014-01-22 合肥工业大学 适用于高速冲击/低速振动控制系统的磁流变阻尼器
CN104315071A (zh) * 2014-08-25 2015-01-28 合肥工业大学 集成多层磁流变弹性体和磁流变阻尼器的新型智能减振器
CN106015437A (zh) * 2016-07-04 2016-10-12 北京交通大学 一种阶变电磁流变阻尼器

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108725573A (zh) * 2018-05-29 2018-11-02 南京航空航天大学 一种基于磁流变液的主动转向路感控制系统及其控制方法
CN108725573B (zh) * 2018-05-29 2024-03-19 南京航空航天大学 一种基于磁流变液的主动转向路感控制系统及其控制方法
CN110555278A (zh) * 2019-09-09 2019-12-10 南京航空航天大学 一种磁流变阻尼器的有限元多场耦合建模方法
CN112483483A (zh) * 2020-11-26 2021-03-12 河南工业职业技术学院 一种智能的隔膜蓄能器
CN112483483B (zh) * 2020-11-26 2023-03-31 河南工业职业技术学院 一种智能的隔膜蓄能器

Also Published As

Publication number Publication date
CN106838106B (zh) 2019-01-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107061597A (zh) 一种磁流变液阻尼隔振器
CN107061603B (zh) 一种磁流变液多级调控隔振器
Ashfak et al. Design, fabrication and evaluation of MR damper
CN106838106B (zh) 一种新型磁流变液阻尼器
US9457635B2 (en) Magnetic damper
CN104595412B (zh) 基于流动模式的双筒结构磁流变减振器
CN104755795A (zh) 阻尼器
CN108561486A (zh) 一种新型抗沉降磁流变液阻尼器
CN108331877A (zh) 基于四极磁芯与泡沫金属内衬的剪切式磁流变液阻尼器
CN104265826A (zh) 双向调节式多层磁流变弹性体减振器
CN109404476A (zh) 一种内嵌多路旁通流道磁流变阻尼器
CN108591343A (zh) 一种缸筒定位的外绕式磁流变阻尼器
WO2023279748A1 (zh) 一种基于混合阻尼模式的高输出力隔振悬置
CN102364154B (zh) 无源阻尼可调磁流变液减振器
CN110094449B (zh) 一种基于剪切模式下的低功耗磁流变悬置
CN106015437B (zh) 一种阶变电磁流变阻尼器
CN208474391U (zh) 一种缸筒定位的外绕式磁流变阻尼器
CN103939517B (zh) 抗冲击磁流变缓冲器的抗过冲击的方法
CN106499769B (zh) 一种剪切与挤压串联工作模式下磁流变液减振器
CN108361311A (zh) 一种挤压式磁流变弹性体阻尼器
CN107327533B (zh) 一种磁流变泥阻尼器
CN108547908A (zh) 一种多缸筒联动的内绕式磁流变阻尼器
CN202628908U (zh) 一种双出杆磁流变弹性体矩形减振器
CN104723823A (zh) 谐振频率自跟踪超磁致伸缩车辆悬架系统减振装置
RU150327U1 (ru) Магнитореологический пневматический амортизатор

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant