CN110410612B - 一种基于磁流变弹性体的调频管道减振器 - Google Patents

一种基于磁流变弹性体的调频管道减振器 Download PDF

Info

Publication number
CN110410612B
CN110410612B CN201910753267.0A CN201910753267A CN110410612B CN 110410612 B CN110410612 B CN 110410612B CN 201910753267 A CN201910753267 A CN 201910753267A CN 110410612 B CN110410612 B CN 110410612B
Authority
CN
China
Prior art keywords
magnetizer
box body
body panel
magnetorheological elastomer
panel
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.)
Active
Application number
CN201910753267.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110410612A (zh
Inventor
涂建维
付金海
王帅兵
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.)
Wuhan University of Technology WUT
Original Assignee
Wuhan University of Technology WUT
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 Wuhan University of Technology WUT filed Critical Wuhan University of Technology WUT
Priority to CN201910753267.0A priority Critical patent/CN110410612B/zh
Publication of CN110410612A publication Critical patent/CN110410612A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110410612B publication Critical patent/CN110410612B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

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
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/02—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems
    • F16F15/022—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using dampers and springs in combination
    • 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
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/02—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems
    • F16F15/03—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using magnetic or electromagnetic means
    • 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
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/02—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems
    • F16F15/04—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using elastic means
    • 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
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L55/00—Devices or appurtenances for use in, or in connection with, pipes or pipe systems
    • F16L55/02—Energy absorbers; Noise absorbers
    • F16L55/033—Noise absorbers
    • F16L55/035—Noise absorbers in the form of specially adapted hangers or supports

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Apparatuses For Generation Of Mechanical Vibrations (AREA)
  • Fluid-Damping Devices (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基于磁流变弹性体的调频管道减振器，包括磁组件、外层箱体面板、导杆、内层箱体面板、弹簧和夹板，所述磁组件包括导磁体，所述导磁体上缠绕有励磁线圈，且内层箱体面板的外表面通过弹簧与导磁体的内壁固定连接，内层箱体面板四周的外表面与导杆的一端固定连接，外层箱体面板内壁四周的表面与夹板的一侧固定连接，导磁体的两端均连续贯穿夹板和导杆，本发明涉及结构减隔振控制技术领域。该基于磁流变弹性体的调频管道减振器，可实现通过合理的设计，改变外接电流来控制施加在磁流变弹性体上的磁场力，调节磁流变弹性体的剪切性能和储能模量以改变外层箱体面板的振动形式，从而获得了效果更好的管道减振器。

Description

一种基于磁流变弹性体的调频管道减振器
技术领域
本发明涉及结构减隔振控制技术领域，具体为一种基于磁流变弹性体的调频管道减振器。
背景技术
管道是工业系统中将空压机、水泵等动力设置连接的常用部件，担负吸入和输送流体的任务，由于管道的吸入口和输出口存在一定的压力差，空压机和水泵的质量和机械组装均存在一些难以避免的误差，流体在管道内流动时，由于温差会产生一定的局部压力，当流体中存在气泡时，会影响流体的正常流动，从而使得管道产生振动和噪音，管道发生振动时，会破坏其内部的结构物，导致管道的使用寿命缩短，同时，管道振动产生的噪音会污染环境。
目前广泛使用的管道隔振技术为被动隔振，如中国专利(申请号：201410155224.X)设计了一种具有螺旋导流槽的管道，引导流体介质做螺旋运动产生离心力来减缓管道振动，中国专利(申请号：201510272382.8)设计了一种大阻尼的管道支架来减缓管道振动，但以上管道隔振装置有一个共同的特点，即隔振装置的隔振效能是固定的，无法通过人工调节以适应多种振动情景。
鉴于此，本专利利用磁流变弹性体剪切模量可随外加磁场改变的特性，设计了一种基于磁流变弹性体的调频管道减振器，通过在线圈中通入不同大小的电流来控制磁流变弹性体周围的磁场强度大小，进而使其剪切模量发生变化从而改变刚度，获得良好的隔振效果。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于磁流变弹性体的调频管道减振器，该装置能够随着管道结构的动力响应来调节阻尼力，并且可以通过改变外接电流来控制施加在磁流变弹性体上的磁场力，调节磁流变弹性体的剪切性能和储能模量以适应多种不同的振动情景。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于磁流变弹性体的调频管道减振器，包括磁组件、外层箱体面板、导杆、内层箱体面板、弹簧和夹板，所述磁组件包括导磁体，所述导磁体上缠绕有励磁线圈，且内层箱体面板的外表面通过弹簧与导磁体的内壁固定连接，所述内层箱体面板四周的外表面与导杆的一端固定连接，且外层箱体面板内壁四周的表面与夹板的一侧固定连接，所述导磁体的两端均连续贯穿夹板和导杆，所述导磁体位于夹板和导杆之间的外表面固定安装有磁流变弹性体，调频管道减振器分内外两层，内层结构用于起管道的钳制，外层结构主要用于实现减振器调频。
优选的，所述励磁线圈外接直流电流通电后，将在其附近产生磁场，磁场分别通过导磁体和磁流变弹性体形成磁路。
优选的，所述磁流变弹性体的数量至少为八个。
优选的，所述内层箱体面板是由两个对称且相同的带导杆半内层面板组成，且两个半内层面板的两侧均通过螺丝固定连接成整个内层箱体面板。
优选的，所述外层箱体面板是由两个对称且相同的外层面板组成，且两个外层面板的两侧均通过螺丝固定连接成整个外层箱体面板。
优选的，所述导磁体和两个夹板之间通过螺杆固定连接成一个整体。
优选的，调频管道减振器的工作机理为管道产生竖向振动时，内层箱体面板带动导杆一起振动，导杆的振动将会摩擦磁流变弹性体，利用磁流变弹性体的耗能特性减弱振动。
优选的，调频管道减振器的刚度变化由改变磁流变弹性体的剪切模量来实现，通过在励磁线圈中通入不同大小的电流来控制磁流变弹性体周围的磁场强度大小，进而使其剪切模量发生变化从而改变刚度，获得良好的隔振效果。
(三)有益效果
本发明提供了一种基于磁流变弹性体的调频管道减振器。与现有技术相比具备以下有益效果：
(1)、该基于磁流变弹性体的调频管道减振器，包括磁组件、外层箱体面板、导杆、内层箱体面板、弹簧和夹板，磁组件包括导磁体，导磁体上缠绕有励磁线圈，且内层箱体面板的外表面通过弹簧与导磁体的内壁固定连接，内层箱体面板四周的外表面与导杆的一端固定连接，且外层箱体面板内壁四周的表面与夹板的一侧固定连接，导磁体的两端均连续贯穿夹板和导杆，导磁体位于夹板和导杆之间的外表面固定安装有磁流变弹性体，调频管道减振器分内外两层，内层结构用于起管道的钳制，外层结构主要用于实现减振器调频，可实现将磁流变弹性体变刚度装置应用于管道减振中，通过调整励磁线圈的外加电流，使调频管道减振器的刚度特性发生改变，进而获得了与振动模态匹配的减振形式。
(2)、该基于磁流变弹性体的调频管道减振器，通过在励磁线圈外接直流电流通电后，将在其附近产生磁场，磁场分别通过导磁体和磁流变弹性体形成磁路，磁流变弹性体的数量至少为八个，内层箱体面板是由两个对称且相同的带导杆半内层面板组成，且两个半内层面板的两侧均通过螺丝固定连接成整个内层箱体面板，外层箱体面板是由两个对称且相同的外层面板组成，且两个外层面板的两侧均通过螺丝固定连接成整个外层箱体面板，可实现通过基于磁流变弹性体减隔震原理，设计的调频管道减振器形状贴合管道，方便组装和维护。
(3)、该基于磁流变弹性体的调频管道减振器，通过在导磁体和两个夹板之间通过螺杆固定连接成一个整体，调频管道减振器的工作机理为管道产生竖向振动时，内层箱体面板带动导杆一起振动，导杆的振动将会摩擦磁流变弹性体，利用磁流变弹性体的耗能特性减弱振动，调频管道减振器的刚度变化由改变磁流变弹性体的剪切模量来实现，通过在励磁线圈中通入不同大小的电流来控制磁流变弹性体周围的磁场强度大小，进而使其剪切模量发生变化从而改变刚度，获得良好的隔振效果，可实现通过合理的设计，改变外接电流来控制施加在磁流变弹性体上的磁场力，调节磁流变弹性体的剪切性能和储能模量以改变外层箱体面板的振动形式，从而获得了效果更好的管道减振器。
附图说明
图1为本发明实施实例的磁流变弹性体调频管道减振器的主视图；
图2为本发明实施实例的磁流变弹性体调频管道减振器的A-A剖视结构示意图；
图3为本发明实施实例的磁流变弹性体调频管道减振器的左右二等角轴测图；
图中，1：外层箱体面板、2：导杆、3：内层箱体面板、4：螺丝、5：弹簧、6：磁流变弹性体、7：励磁线圈、8：导磁体、9：夹板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-3，本发明实施例提供一种技术方案：一种基于磁流变弹性体的调频管道减振器，包括磁组件、外层箱体面板1、导杆2、内层箱体面板3、弹簧5和夹板9，磁组件包括导磁体8，导磁体8上缠绕有励磁线圈7，且内层箱体面板3的外表面通过弹簧5与导磁体8的内壁固定连接，内层箱体面板3四周的外表面与导杆2的一端固定连接，且外层箱体面板1内壁四周的表面与夹板9的一侧固定连接，导磁体8的两端均连续贯穿夹板9和导杆2，导磁体8位于夹板9和导杆2之间的外表面固定安装有磁流变弹性体6，调频管道减振器分内外两层，内层结构用于起管道的钳制，外层结构主要用于实现减振器调频，励磁线圈7外接直流电流通电后，将在其附近产生磁场，磁场分别通过导磁体8和磁流变弹性体6形成磁路，磁流变弹性体6的数量至少为八个，内层箱体面板3是由两个对称且相同的带导杆2半内层面板组成，且两个半内层面板的两侧均通过螺丝4固定连接成整个内层箱体面板3，外层箱体面板1是由两个对称且相同的外层面板组成，且两个外层面板的两侧均通过螺丝4固定连接成整个外层箱体面板1，导磁体8和两个夹板9之间通过螺杆固定连接成一个整体，调频管道减振器的工作机理为管道产生竖向振动时，内层箱体面板3带动导杆2一起振动，且导杆2的振动将会摩擦磁流变弹性体6，利用磁流变弹性体6的耗能特性减弱振动，调频管道减振器的刚度变化由改变磁流变弹性体6的剪切模量来实现，通过在励磁线圈7中通入不同大小的电流来控制磁流变弹性体6周围的磁场强度大小，进而使其剪切模量发生变化从而改变刚度，获得良好的隔振效果。
由图1所示，在本发明实施例中，的磁组件包括多个导磁体8、与导磁体接触的磁流变弹性体6，左右导磁体8上绕有励磁线圈7，励磁线圈7外接直流电流通电后，将在其附近产生磁场，磁场通过导磁体8、磁流变弹性体6串联形成磁路，导磁体8位于导杆2四周，起连通磁路的效果。
使用时，外层箱体面板1为调频减振器的质量块，弹簧5提供弹性刚度，磁流变弹性体6提供阻尼刚度，管道的振动通过内层箱体面板3传递出来，带动外层箱体面板1振动，通过调整励磁线圈7上的直流电流改变磁流变弹性体6的剪切模量，外层箱体面板1的阻尼频率变动至接近管道的主阵型频率，产生共振，吸收管道振动的能量，减弱管道的振动，经实验验证，该磁流变弹性体6的调频管道减振器具有良好且可控的减振效果。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种基于磁流变弹性体的调频管道减振器，其特征在于：包括磁组件、外层箱体面板(1)、导杆(2)、内层箱体面板(3)、弹簧(5)和夹板(9)，所述磁组件包括导磁体(8)，所述导磁体(8)上缠绕有励磁线圈(7)，且内层箱体面板(3)的外表面通过弹簧(5)与导磁体(8)的内壁固定连接，所述内层箱体面板(3)四周的外表面与导杆(2)的一端固定连接，且外层箱体面板(1)内壁四周的表面与夹板(9)的一侧固定连接，所述导磁体(8)的两端均连续贯穿夹板(9)和导杆(2)，所述导磁体(8)位于夹板(9)和导杆(2)之间的外表面固定安装有磁流变弹性体(6)，所述励磁线圈(7)外接直流电流通电后，将在其附近产生磁场，磁场分别通过导磁体(8)和磁流变弹性体(6)形成磁路，所述磁流变弹性体(6)的数量至少为八个，所述内层箱体面板(3)是由两个对称且相同的带导杆(2)半内层面板组成，且两个半内层面板的两侧均通过螺丝(4)固定连接成整个内层箱体面板(3)，调频管道减振器的工作机理为管道产生竖向振动时，所述内层箱体面板(3)带动导杆(2)一起振动，且导杆(2)的振动将会摩擦磁流变弹性体(6)，利用磁流变弹性体(6)的耗能特性减弱振动，调频管道减振器的刚度变化由改变磁流变弹性体(6)的剪切模量来实现，通过在励磁线圈(7)中通入不同大小的电流来控制磁流变弹性体(6)周围的磁场强度大小，进而使其剪切模量发生变化从而改变刚度。
2.根据权利要求1所述的一种基于磁流变弹性体的调频管道减振器，其特征在于：所述外层箱体面板(1)是由两个对称且相同的外层面板组成，且两个外层面板的两侧均通过螺丝(4)固定连接成整个外层箱体面板(1)。
3.根据权利要求1所述的一种基于磁流变弹性体的调频管道减振器，其特征在于：所述导磁体(8)和两个夹板(9)之间通过螺杆固定连接成一个整体。
CN201910753267.0A 2019-08-15 2019-08-15 一种基于磁流变弹性体的调频管道减振器 Active CN110410612B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910753267.0A CN110410612B (zh) 2019-08-15 2019-08-15 一种基于磁流变弹性体的调频管道减振器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910753267.0A CN110410612B (zh) 2019-08-15 2019-08-15 一种基于磁流变弹性体的调频管道减振器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110410612A CN110410612A (zh) 2019-11-05
CN110410612B true CN110410612B (zh) 2021-04-09

Family

ID=68367585

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910753267.0A Active CN110410612B (zh) 2019-08-15 2019-08-15 一种基于磁流变弹性体的调频管道减振器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110410612B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111633930B (zh) * 2020-04-27 2022-04-15 海安迪斯凯瑞探测仪器有限公司 一种基于模具识别定位的高精度合模系统
CN111750212A (zh) * 2020-06-24 2020-10-09 何永军 一种防风浪冲击的疏浚管
CN115076289A (zh) * 2022-07-06 2022-09-20 重庆大学 用于风洞尾撑模型的自适应变刚度变阻尼磁控减振结构
CN115492992B (zh) * 2022-11-16 2024-04-05 山东北方创信防水科技集团股份有限公司 一种防水涂料喷涂车的喷料管减震支撑装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5004194A (en) * 1989-05-15 1991-04-02 Usui Kokusai Sangyo Kaisha, Ltd. Pipe/wire gripping and fixing clamp
CN201078433Y (zh) * 2007-09-14 2008-06-25 济南大学 电磁动力吸振器
CN103791167B (zh) * 2014-01-20 2015-11-18 江苏海事职业技术学院 可调节抑制舰船管路振动噪音的吊架套件
CN104455139B (zh) * 2014-11-07 2016-08-17 浙江大学 基于自适应电磁阻尼的弹簧隔振装置及隔振方法
CN107044506A (zh) * 2017-04-20 2017-08-15 中国人民解放军63956部队 一种可控刚度的发动机耗能减振装置
CN108708930B (zh) * 2018-07-20 2023-10-31 南京理工大学 磁流变弹性体管道减振器

Also Published As

Publication number Publication date
CN110410612A (zh) 2019-11-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110410612B (zh) 一种基于磁流变弹性体的调频管道减振器
US8861776B2 (en) Electromechanical conversion system with moving magnets; acoustic diffuser comprising said system and a moving member that generates sound waves
CN101526121B (zh) 一种冗余变齿距结构半主动隔振作动器
CN106286666A (zh) 磁阻式电磁主动吸振器
CN207150386U (zh) 一种线性振动马达
CN108916301A (zh) 一种电磁式主动控制吸振器
US20100277886A1 (en) Power transformer/reactor
CN101741208B (zh) 微型动磁激振器
RU2407929C1 (ru) Гидравлическая виброопора
US11791702B2 (en) Electric motor with stator and mobile armature with suspending leaf springs which prevent movement in transverse direction and is in airgap plane that is perpendicular to first loop plane
CN106337893B (zh) 磁阻式电磁主动隔振器
RU2695472C1 (ru) Магнитоуправляемая гидравлическая виброопора
CN206246579U (zh) 磁阻式电磁主动隔振器
CN103547809B (zh) 鼓风机装置以及气体激光振荡装置
RU2645484C2 (ru) Магнитореологический амортизатор
CN104465049A (zh) 低噪声变压器
CN115930203A (zh) 流体除垢设备
RU127847U1 (ru) Адаптивная гидравлическая виброопора
CN210837349U (zh) 一种高频变压器
CN107029975B (zh) 一种基于风冷散热的双线圈单动磁体结构的惯性式激振器
CN215521325U (zh) 一种高速静音的散热风扇
CN214014093U (zh) 气体悬浮式离心式制冷压缩机
CN214377860U (zh) 压缩空气冷却线圈的新型充磁工装
CN212898802U (zh) 阻尼装置、抑振装置及风力发电机组
CN215121730U (zh) 静音型节能散热器

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