CN109253203B - 一种高频冲击非牛顿流体阻尼器 - Google Patents

一种高频冲击非牛顿流体阻尼器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高频冲击非牛顿流体阻尼器，属于阻尼器领域。它包括U型缸体，装设于U型缸体上的缸体盖，运动杆，分别装设于运动杆两端的设备平台和锥形台，装设于锥形台端面的施压板、复位弹簧和非牛顿流体；运动杆穿过装设于缸体盖上的直线轴承，锥形台的尖端与位于U型缸体内部的运动杆一端铰接；复位弹簧为金属螺旋弹簧，其一端与U型缸体的底部相连，另一端自由；U型缸体的内部位于施压板下部的空间为流体空间，流体空间充满非牛顿流体。本发明是一种采用非牛顿流体提供高频阻尼力、弹簧实施平衡复位的高频冲击非牛顿流体阻尼器。

Description

一种高频冲击非牛顿流体阻尼器
技术领域
本发明主要涉及阻尼器领域，特指一种高频冲击非牛顿流体阻尼器。
背景技术
阻尼器是一种智能减振仪器，它是在工作缸内安装活塞，并在缸体内充满阻尼液体，依靠活塞的运动导致阻尼液体流动从而产生阻尼力。现有技术中的阻尼力均无法适应于高频冲击隔振，因此，需要设计能够适用于高频冲击隔振的阻尼器。
发明内容
本发明需解决的技术问题是：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种采用非牛顿流体提供高频阻尼力、弹簧实施平衡复位的高频冲击非牛顿流体阻尼器。
为了解决上述问题，本发明提出的解决方案为：一种高频冲击非牛顿流体阻尼器，它包括U型缸体，装设于所述U型缸体上的缸体盖，运动杆，分别装设于所述运动杆两端的设备平台和锥形台，装设于所述锥形台端面的施压板、复位弹簧和非牛顿流体；其结构特征在于：
所述运动杆穿过装设于所述缸体盖上的直线轴承，所述锥形台的尖端与位于所述U型缸体内部的所述运动杆一端铰接。
所述复位弹簧为金属螺旋弹簧，其一端与所述U型缸体的底部相连，另一端自由；所述U型缸体的内部位于所述施压板下部的空间为流体空间，所述流体空间充满所述非牛顿流体。
所述锥形台采用非金属材料制作，所述非金属材料具有所述非牛顿流体的不润湿特征；所述设备平台处于平衡位置时，所述复位弹簧的变形量不超过其总长的十分之一。
所述非牛顿流体的力学性质满足关系式：
Figure BDA0001831280280000011
其中τ为切应力，η为粘度系数，
Figure BDA0001831280280000012
为剪切应变率，指数n＞2。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
本发明的一种高频冲击非牛顿流体阻尼器的采用切应力与剪切速率满足指数关系的非牛顿流体，从而使得高频冲击时，非牛顿流体能够随冲击力和冲击频率的增加而增加；复位弹簧的弹簧力相对于阻尼力可以忽略；锥形台的非润湿特征保证了非牛顿流体向上流动难，向下流动容易。由此可知，本发明是一种非牛顿流体提供高频阻尼力、弹簧实施平衡复位的高频冲击非牛顿流体阻尼器。
附图说明
图1是本发明的一种高频冲击非牛顿流体阻尼器的结构原理示意图。
图2是本发明的非牛顿流体的力学性能曲线。
图中，1—U型缸体；2—缸体盖；21—直线轴承；3—运动杆；4—设备平台；51—锥形台；52—施压板；6—复位弹簧；7—非牛顿流体。
具体实施方式
以下将结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
参见图1和图2所示，本发明的一种高频冲击非牛顿流体阻尼器，它包括U型缸体1，装设于U型缸体1上的缸体盖2，运动杆3，分别装设于运动杆3两端的设备平台4和锥形台51，装设于锥形台51端面的施压板52、复位弹簧6和非牛顿流体。
参见图1和图2所示，运动杆3穿过装设于缸体盖2上的直线轴承21，锥形台51的尖端与运动杆3位于U型缸体1内部的一端铰接。
参见图1和图2所示，复位弹簧6为金属螺旋弹簧，其一端与U型缸体1的底部相连，另一端自由；U型缸体1的内部位于施压板52下部的空间为流体空间，流体空间充满非牛顿流体。
参见图1和图2所示，锥形台51采用非金属材料制作，非金属材料具有非牛顿流体的不润湿特征；设备平台4处于平衡位置时，复位弹簧6的变形量不超过其总长的十分之一。
参见图1和图2所示，非牛顿流体的力学性质满足关系式：
Figure BDA0001831280280000021
其中τ为切应力，η为粘度系数，
Figure BDA0001831280280000022
为剪切应变率，指数n＞2。
工作原理：首先将待隔振的设备装设于设备平台4上。当设备与设备平台4受到高频的向下冲击力时，锥形台51带动施压板52向下突然压缩非牛顿流体7，由于非牛顿流体7的切应力与剪切应变速率满足
Figure BDA0001831280280000023
公式，即冲击力越大，非牛顿流体给予施压板52的反作用力也越大，从而使得运动杆3向下运动的位移较小；由于复位弹簧6的一端固定，另一端自由，且刚度系数较小(与非牛顿流体的阻尼力相比)，因此，整个设备平台4的冲击力几乎完全由非牛顿流体的阻尼力提供；随着施压板52向下的运动，复位弹簧6的压缩变形储存一定的弹性能，该弹性能用于确保施压板52和设备平台4回到初始高度。在设备的隔振过程中，复位弹簧6的弹性力均很小。

Claims (1)

1.一种高频冲击非牛顿流体阻尼器，包括U型缸体(1)，装设于所述U型缸体(1)上的缸体盖(2)，运动杆(3)，分别装设于所述运动杆(3)两端的设备平台(4)和锥形台(51)，装设于所述锥形台(51)端面的施压板(52)、复位弹簧(6)和非牛顿流体；其特征在于：
所述运动杆(3)穿过装设于所述缸体盖(2)上的直线轴承(21)，所述锥形台(51)的尖端与位于所述U型缸体(1)内部的所述运动杆(3)一端铰接；
所述复位弹簧(6)为金属螺旋弹簧，其一端与所述U型缸体(1)的底部相连，另一端自由；所述U型缸体(1)的内部位于所述施压板(52)下部的空间为流体空间，所述流体空间充满所述非牛顿流体；
所述锥形台(51)采用非金属材料制作，所述非金属材料具有所述非牛顿流体的不润湿特征；所述设备平台(4)处于平衡位置时，所述复位弹簧(6)的变形量不超过其总长的十分之一；
所述非牛顿流体的力学性质满足关系式：
Figure FDA0001831280270000011
其中τ为切应力，η为粘度系数，
Figure FDA0001831280270000012
为剪切应变率，指数n＞2。
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