CN110219218A - 一种磁流变临时路面 - Google Patents

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CN110219218A
CN110219218A CN201910420110.6A CN201910420110A CN110219218A CN 110219218 A CN110219218 A CN 110219218A CN 201910420110 A CN201910420110 A CN 201910420110A CN 110219218 A CN110219218 A CN 110219218A
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王子羲
李德才
郭越红
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Tsinghua University
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Tsinghua University
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E01—CONSTRUCTION OF ROADS, RAILWAYS, OR BRIDGES
    • E01C—CONSTRUCTION OF, OR SURFACES FOR, ROADS, SPORTS GROUNDS, OR THE LIKE; MACHINES OR AUXILIARY TOOLS FOR CONSTRUCTION OR REPAIR
    • E01C9/00—Special pavings; Pavings for special parts of roads or airfields
    • E01C9/08—Temporary pavings

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Road Paving Structures (AREA)

Abstract

本发明目的在于提供一种磁流变临时路面，用于增强军事轮式或履带式装备以及工程机械通过水田、泥沼等低承载地面时的通过能力。包括模块100、模块200……模块n00等n个模块。其中每个模块又由扁平带、永磁体条、弹簧、线圈、弹簧支架和磁流变溶液组成。常规的临时路面铺设采用秸秆、钢板、铝合金临时路面等方法解决，存在铺设困难、承载力不够等缺点。本发明分模块化装置设计，利用磁流变液体受到电磁线圈产生的磁场作用时由Newton流体瞬间变成Bingham粘塑性体的原理(其粘度陡然增大几个数量级以至失去流动性，而一旦撤去磁场后粘塑性体又变成可以流动的液体)和永磁体无源吸附的原理，可以方便快捷的实现路面的铺设和拆装，显著提高施工操作性和可靠性并大大提高路面的承载能力。

Description

一种磁流变临时路面
技术领域
本发明涉及临时路面铺设领域，特别涉及一种磁流变临时路面。
背景技术
磁流变效应是指在施加外加磁场后，磁流变液由无磁场作用下的Newton流体瞬间变成Bingham粘塑性体，其粘度陡然增大几个数量级以至失去流动性，而一旦撤去磁场后粘塑性体又变成可以流动的液体。磁流变效应具有下述几个特点：
(1)可逆性，通过对磁场的加载与除去，使得磁流变液在Bingham粘塑性体状态与Newton流体状态进行来回转换；
(2)可控性，磁流变体的表观粘度可随着磁场强度的改变而改变，使得通过控制磁场强度而实现磁流变效应的可控；
(3)连续性，磁流变体在磁场作用下的表观粘度可以连续地、无级地变化；
(4)快速性，磁流变体在磁场作用下产生磁流变效应的响应时间可达到毫秒级；
(5)低能耗，表观粘度的变化不会吸收或放出大量的能量，磁流变效应所需的能耗较低。
本专利提出了一种磁流变临时路面，其原理是在扁平带内部设置弹簧、线圈并充满磁流变溶液，当线圈通电后产生磁场，磁场使得磁流变溶液的粘度大大增加并阻止弹簧变形来实现路面的承载力的提升。
发明内容
本发明目的在于提供一种磁流变临时路面，用于增强军事轮式或履带式装备以及工程机械通过水田、泥沼等低承载地面时的通过能力。本发明可以有效解决常规的临时路面铺设采用秸秆、钢板、铝合金临时路面等方法解决时存在的铺设困难、承载力不够等缺点。且常规路面的铺设本身运输不方便，操作高耗能。本发明其原理是分模块化装置设计，利用磁流变液体受到电磁线圈产生的磁场作用时由Newton流体瞬间变成Bingham粘塑性体的原理(其粘度陡然增大几个数量级以至失去流动性，而一旦撤去磁场后粘塑性体又变成可以流动的液体)和永磁体无源吸附的原理，可以方便快捷的实现路面的铺设，显著提高施工可靠性并大大提高路面的承载能力。
本发明的有益效果是：利用磁流变溶液的特性分模块化装置设计，利用磁流变液体受到电磁线圈产生的磁场作用时由Newton流体瞬间变成Bingham粘塑性体的原理(其粘度陡然增大几个数量级以至失去流动性，而一旦撤去磁场后粘塑性体又变成可以流动的液体)和永磁体无源吸附的原理，可以方便快捷的实现路面的铺设和拆装，显著提高施工可靠性并大大提高路面的承载能力。
附图说明
图1一种磁流变临时路面组成结构示意图
图2一种磁流变临时路面组成横截面示意图
图3一种磁流变临时路面铺设效果示意图
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行进一步的说明：
本发明介绍了如图1和图2所示的一种磁流变临时路面，本发明目的在于提供一种磁流变临时路面，包括n个模块，其中每个模块又由扁平带、永磁体条、弹簧、线圈、弹簧支架和磁流变溶液组成。图3为现场安装后的示意图，箭头为行车轮的行进方向。
为了增加可制造性和可靠性，优选地，扁平带的材料为韧性较好的高密度聚乙烯材料挤出成型。将弹簧、弹簧支架、线圈和磁流变溶液安装进去后再进行封装，封装采用高强度胶粘形式实现。封装完成后将永磁体条一条一条的塞进扁平带的四周空隙中后即完成单个模块的组装。
为了增加每个模块之间的吸附性能，优选地，永磁体条的材料选择强磁钕铁硼材料。
为了增肌钕铁硼材料的工作可靠性，优选地可对该钕铁硼材料进行塑封后再使用，实际使用时可根据情况选择长度不超过300mm的钕铁硼长条依次塞进扁平带的四周空腔内。
为了有效控制线圈进行通断电，需要通过临时路面的车辆上需要再带外界直流电源口，对线圈进行通电。
当实际使用过程中，在需要铺设的临时路面放置每个模块，使得各个模块靠自身的永磁铁进行永磁吸附连接即可。可根据需要铺设的长度增加模块的数量即可。
当车辆通过路面时，直流电源给线圈进行充电，磁流变溶液受到线圈磁场的作用变成非牛顿流体，粘度陡然增加，这种高粘度的液体充满整个空腔包括弹簧的簧丝的之间的缝隙，使得弹簧的刚度也急剧增加，使得车辆轮子对地面的压力变成整个模块的压力，地面承载能力提高，车辆顺利通过本来承载能力低的路面。
当车辆通过路面后，断开直流电源，人工拆下每个模块并卷起收起即可完成路面的拆装回收。
上述具体实施方式用来解释说明本发明的方法及其核心思想，而不是对本发明进行限制。应当指出，对于技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明的的原理的前提下，对本发明作出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种磁流变临时路面，其特征在于：所述的一种磁流变临时路面n个模块组成，每个模块又由扁平带n01、永磁体条n02、弹簧n03、线圈n04、弹簧支架n05和磁流变溶液n06组成。
2.根据权利要求1所述的一种磁流变临时路面，其特征在于：所述的模块的数量n取整数，且n≥1。
3.根据权利要求1所述的一种磁流变临时路面，其特征在于：所述的永磁体条n02可直接插入扁平带四周的空腔内。
4.根据权利要求1所述的一种磁流变临时路面，其特征在于：所述的磁用磁条n02由多个用磁条组成。
5.根据权利要求1所述的一种磁流变临时路面，其特征在于：所述的弹簧支架n05用于支撑弹簧。
6.根据权利要求1所述的一种磁流变临时路面，其特征在于利用了磁流变溶液在受到磁场作用时由牛顿流体变成非牛顿流体的原理，与弹簧巧妙结合大大增强了弹簧的刚度，实现了路面的高承载力。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103939518A (zh) * 2014-01-26 2014-07-23 福建工程学院 一种单极平面板式磁流变减振器
CN205278220U (zh) * 2015-12-15 2016-06-01 西安科技大学 一种基于压电模块发电的馈能式磁流变弹性体减振装置
CN107815983A (zh) * 2017-10-30 2018-03-20 黄丽贤 一种磁流变液减速带结构
CN108774933A (zh) * 2018-06-18 2018-11-09 海建平 一种新型路面结构
CN208632892U (zh) * 2018-12-18 2019-03-22 陕西省铜川公路管理局 一种公交车停靠站路面结构

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