CN111022556B - 一种变刚度的挤压耗能减振器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种变刚度的挤压耗能减振器，包括活塞杆、主缸体和副缸体，所述主缸体通过连接缸盖与副缸体连接，所述主缸体设有STF腔室，所述活塞杆设在主缸体内并延伸至副缸体，所述活塞杆设有主活塞组件，所述主缸体内壁设有挤压式变刚度组件；活塞杆与挤压式变刚度组件之间都采用间隙式，主缸筒内填充STF，具有率敏特性，可以起到抗冲耗能的作用；减振器可以实现变刚度的作用，实现挤压耗能的作用。

Description

一种变刚度的挤压耗能减振器
技术领域
本发明涉及一种变刚度的挤压耗能减振器，属于结构减振技术领域。
背景技术
振动和冲击产生的危害已对人们的生活造成了很大的影响。为了解决振动和冲击的危害，社会已开始重视对冲击和振动的能量吸收和耗散的研究。因此，在应对振动和冲击的过程中，减振器都发挥着其应有的作用。
对于传统粘滞减振器，其减振机理和形式相对单一，特别是在遇到不同振动环境下的冲击荷载时，都会损耗减振器本身装置很多的能量，这使得减振器的使用寿命会在一定的程度上大大降低。
剪切增稠流体（STFs）是一种新型智能流体，不需要外加电磁场的作用，就可以对振动冲击等外加刺激作出响应。剪切增稠材料的最大特点在于当外界应力的应变率超过临界剪切速率时,材料粘度或者模量可以迅速增大,呈现出由柔性态急速转变为坚硬固态的特性。近年来，剪切增稠材料主要在软体护具领域，特别是军工领域以及抗冲减震等领域具有应用价值。
目前国内的专利中，很少将STF和挤压耗能同时运用到减振装置中。中国专利（申请号201721630768.2）公开的“具有双液流通道结构的双线圈型磁流变阻尼器”通过采用双液流通道结构和双线圈激励方式可以增减减振器的输出阻尼力和阻尼力可调范围。但是不能实现抗冲耗能减振。中国专利（申请号201720937546.9）公开的“减隔震和冲击的杆式弹性胶泥阻尼器”具有一定的抗冲击性能，但是在不同震级的地震作用下，无法实现挤压变刚度耗能的作用，减振效果会受到一定的限制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种变刚度的挤压耗能减振器，以解决现有技术中传统粘滞减振器工作频率单一，无法对不同激励频率都能有效控制的缺陷。
一种变刚度的挤压耗能减振器，包括活塞杆、主缸体和副缸体，所述主缸体通过连接缸盖与副缸体连接，所述主缸体设有STF腔室，所述活塞杆设在主缸体内并延伸至副缸体，所述活塞杆设有主活塞组件，所述主缸体内壁设有挤压式变刚度组件。
优选地，所述主活塞组件包括异形挤压钢片A、异形挤压钢片B和异形橡胶块B，所述异形挤压钢片A和异形挤压钢片B与异形橡胶块B连接，所述异形橡胶块B与活塞杆连接。
优选地，所述挤压式变刚度组件包括异形挤压钢片C、异形橡胶块A、异形挤压钢片D和异形橡胶块C，所述异形橡胶块A和异形橡胶块C与主缸体内壁连接，所述异形挤压钢片C与异形橡胶块A连接，所述异形挤压钢片D与异形橡胶块C连接。
优选地，所述主缸体设有前端盖，所述副缸体设有后端盖。
优选地，所述活塞杆与前端盖、连接缸盖连接处设有Yx型密封圈。
优选地，所述主缸体与前端盖、连接缸盖连接处设有O型密封圈。
优选地，所述活塞杆的连接端设有轴用单耳环。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：
1.本发明针对传统粘滞减振器工作频率单一，无法对不同激励频率都能有效控制的问题，减振器的活塞组件与主缸体之间，以及活塞杆与挤压式变刚度组件之间都采用间隙式，主缸筒内填充STF，具有率敏特性，可以起到抗冲耗能的作用。
2.本发明采用活塞组件与挤压式变刚度组件的布置，活塞组件与挤压式变刚度组件之间的异形钢片可以相互挤压橡胶，实现挤压耗能的作用。
3.本发明挤压式变刚度组件由异形挤压钢片和异形橡胶块组成，异形挤压钢片在相互挤压变形的过程，减振器可以实现变刚度的作用。
附图说明
图1为本发明的内部结构示意图；
图2为本发明减振器的活塞组件示意图；
图3为本发明减振器的挤压式变刚度组件示意图；
图4为本发明减振器的异形挤压钢片A和异形挤压钢片B示意图；
图5为本发明减振器的异形挤压钢片C和异形挤压钢片D示意图；
图6为本发明减振器的异形橡胶块B示意图；
图7为本发明减振器的异形橡胶块A和异形橡胶块C示意图。
图中：1、STF腔室；2、活塞杆；3、前端盖；4、异形挤压钢片C；5、异形挤压钢片A；6、异形挤压钢片B；7、异形挤压钢片D；8、异形橡胶块A；9、异形橡胶块B；10、异形橡胶块C；11、主缸体；12、副缸体；13、连接缸盖；14、后端盖；15、Yx型密封圈；16、O型密封圈；17、轴用单耳环。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1-图6所示，公开了一种变刚度的挤压耗能减振器，包括STF腔室1、活塞杆2、前端盖3、异形挤压钢片C4、异形挤压钢片A5、异形挤压钢片B6、异形挤压钢片D7、异形橡胶块A8、异形橡胶块B9、异形橡胶块C10、主缸体11、副缸体12、连接缸盖13、后端盖14、Yx型密封圈15、O型密封圈16、轴用单耳环17；所述主缸体11通过连接缸盖13与副缸体12连接，所述主缸体11设有STF腔室1，所述活塞杆2设在主缸体11内并延伸至副缸体12，所述活塞杆2设有主活塞组件，所述主缸体11内壁设有挤压式变刚度组件；活塞组件和挤压式变刚度组件均置于主缸体的STF腔室1内。
在本实施例中，所述主活塞组件包括异形挤压钢片A5、异形挤压钢片B6和异形橡胶块B9，所述异形挤压钢片A5和异形挤压钢片B6与异形橡胶块B9通过硫化连接，所述异形橡胶块B9通过硫化固定在活塞杆2上，所述异形挤压钢片A5和异形挤压钢片B6与活塞杆2之间通过焊接。所述挤压式变刚度组件包括异形挤压钢片C4、异形橡胶块A8、异形挤压钢片D7和异形橡胶块C10，所述异形橡胶块A8和异形橡胶块C10通过硫化固定在主缸体11内壁上，所述异形挤压钢片C4与异形橡胶块A8、异形挤压钢片D7与异形橡胶块C10之间通过硫化连接，所述异形挤压钢片C4和异形挤压钢片D7与主缸体11内壁之间通过焊接。所述活塞组件与挤压式变刚度组件之间的异形钢片可以相互挤压橡胶，实现挤压耗能的作用。所述异形挤压钢片在相互挤压变形的过程，减振器可以实现变刚度的作用,所述主缸体11设有前端盖3，所述副缸体12设有后端盖14。所述活塞杆2与前端盖3、连接缸盖13连接处设有Yx型密封圈15；所述主缸体11与前端盖3、连接缸盖13连接处设有O型密封圈16。
工作原理：本发明通过将抗冲耗能的活塞组件和挤压式变刚度组件采用并联的方式，形成的一种变刚度的挤压耗能减振器，活塞杆2带动活塞组件移动，地震位移较小时，阻尼耗能性能较低，活塞组件开始工作,随着位移的增大，活塞组件与主缸体11之间的工作间隙，以及活塞杆2与挤压式变刚度组件之间的工作间隙处产生剪切增稠效应效应，阻尼耗能性能增加；地震大位移时，阻尼耗能性能达到最大，活塞组件与挤压式变刚度组件之间的异形钢片相互挤压橡胶，改变两者之间工作间隙，实现挤压耗能的作用。达到抗冲耗能和挤压耗能的减振特性。最终可实现减振器挤压耗能和变刚度的减振效果。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种变刚度的挤压耗能减振器，其特征在于，包括活塞杆（2）、主缸体（11）和副缸体（12），所述主缸体（11）通过连接缸盖（13）与副缸体（12）连接，所述主缸体（11）设有STF腔室（1），所述活塞杆（2）设在主缸体（11）内并延伸至副缸体（12），所述活塞杆（2）设有主活塞组件，所述主缸体（11）内壁设有挤压式变刚度组件；
所述主活塞组件包括异形挤压钢片A（5）、异形挤压钢片B（6）和异形橡胶块B（9），所述异形挤压钢片A（5）和异形挤压钢片B（6）与异形橡胶块B（9）连接，所述异形橡胶块B（9）与活塞杆（2）连接；
所述挤压式变刚度组件包括异形挤压钢片C（4）、异形橡胶块A（8）、异形挤压钢片D（7）和异形橡胶块C（10），所述异形橡胶块A（8）和异形橡胶块C（10）与主缸体（11）内壁连接，所述异形挤压钢片C（4）与异形橡胶块A（8）连接，所述异形挤压钢片D（7）与异形橡胶块C（10）连接。
2.根据权利要求1所述的变刚度的挤压耗能减振器，其特征在于，所述主缸体（11）设有前端盖（3），所述副缸体（12）设有后端盖（14）。
3.根据权利要求1所述的变刚度的挤压耗能减振器，其特征在于，所述活塞杆（2）与前端盖（3）、连接缸盖（13）连接处设有Yx型密封圈（15）。
4.根据权利要求1所述的变刚度的挤压耗能减振器，其特征在于，所述主缸体（11）与前端盖（3）、连接缸盖（13）连接处设有O型密封圈（16）。
5.根据权利要求4所述的变刚度的挤压耗能减振器，其特征在于，所述活塞杆（2）的连接端设有轴用单耳环（17）。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115263968A (zh) * 2022-08-15 2022-11-01 奇瑞汽车股份有限公司 一种空气悬置结构及汽车
CN116164066A (zh) * 2023-03-09 2023-05-26 西安热工研究院有限公司 一种冷却效果好的非线性耗能减振器

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0351543A (ja) * 1989-07-18 1991-03-05 Oiles Ind Co Ltd 構造物用エネルギー吸収装置
CN102304893A (zh) * 2011-07-01 2012-01-04 株洲时代新材料科技股份有限公司 一种活塞式桥梁缓冲保护方法及装置和制作方法
US8393446B2 (en) * 2008-08-25 2013-03-12 David M Haugen Methods and apparatus for suspension lock out and signal generation
CN104154160A (zh) * 2014-08-11 2014-11-19 浙江建科减震科技有限公司 自复位粘滞阻尼器
CN104329405A (zh) * 2014-11-07 2015-02-04 成都衔石科技有限公司 结构稳定型汽车减震器
DE102013112818A1 (de) * 2013-11-20 2015-05-21 Hahn-Gasfedern Gmbh Federelement
CN109764076A (zh) * 2019-03-12 2019-05-17 上海理工大学 一种自适应变阻尼剪切增稠液减振器

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0351543A (ja) * 1989-07-18 1991-03-05 Oiles Ind Co Ltd 構造物用エネルギー吸収装置
US8393446B2 (en) * 2008-08-25 2013-03-12 David M Haugen Methods and apparatus for suspension lock out and signal generation
CN102304893A (zh) * 2011-07-01 2012-01-04 株洲时代新材料科技股份有限公司 一种活塞式桥梁缓冲保护方法及装置和制作方法
DE102013112818A1 (de) * 2013-11-20 2015-05-21 Hahn-Gasfedern Gmbh Federelement
CN104154160A (zh) * 2014-08-11 2014-11-19 浙江建科减震科技有限公司 自复位粘滞阻尼器
CN104329405A (zh) * 2014-11-07 2015-02-04 成都衔石科技有限公司 结构稳定型汽车减震器
CN109764076A (zh) * 2019-03-12 2019-05-17 上海理工大学 一种自适应变阻尼剪切增稠液减振器

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