CN113187846B - 一种全通道有效阻尼的多磁偶磁流变阻尼器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种全通道有效阻尼的多磁偶磁流变阻尼器，包括缸筒、活塞和活塞杆，所述活塞包括偶数个磁偶结构，所述偶数个磁偶结构围绕导磁内环周向均匀排布于所述缸筒的中空区域内；所述导磁内环设于所述偶数个磁偶结构排布的内周向，所述偶数个磁偶结构排布的外周向设有导磁外环，所述缸筒的内壁与所述导磁外环之间接触设置阻尼通道；所述活塞杆垂直穿过所述导磁内环的中孔并与所述缸筒轴向平行，并与所述导磁内环相互配合；相邻的两个磁偶结构之间设有阻磁间隙且在导磁外环上相接于末端，与所述缸筒形成全通道有效阻尼通道。本发明能够实现多磁偶磁流变阻尼器的全通道有效阻尼的效果。

Description

一种全通道有效阻尼的多磁偶磁流变阻尼器
技术领域
本发明涉及结构振动控制技术领域，尤其涉及一种全通道有效阻尼的多磁偶磁流变阻尼器。
背景技术
目前，磁流变阻尼器因其出力值大，动态可调范围宽，响应速度快，具备良好的半主动可控性能被广泛应用于结构振动控制领域，随着对磁流变阻尼器的应用需求不断增加，对磁流变阻尼器小型化、轻量化、高效率、高阻尼力提出更高的要求。
传统的磁流变阻尼器通常将活塞设计为工字型结构，将单组或多组励磁线圈缠绕于活塞中间区域的线圈槽上，从而使磁流变液发生流变。由于线圈槽占据了活塞大半的轴向长度，使得活塞的有效工作长度较小，影响阻尼力的输出。为了增长有效工作长度，常用的手段是在线圈槽上增设导磁环和隔磁环，这样做一方面会使得磁力线分布的不均匀，降低整体的工作效率，一方面使得结构更加复杂。因此，传统的磁流变阻尼器的活塞结构在磁路上的利用效率不高，阻尼通道的磁力线分布不均匀，降低整体的阻尼力输出。
发明内容
本发明提供一种全通道有效阻尼的多磁偶磁流变阻尼器，用以解决目前磁流变阻尼器的活塞结构在磁路上的利用效率不高及阻尼通道的磁力线分布不均匀，导致降低整体的阻尼力输出的问题。
本发明提供一种全通道有效阻尼的多磁偶磁流变阻尼器，包括缸筒、活塞和活塞杆，所述活塞包括偶数个磁偶结构，所述偶数个磁偶结构围绕导磁内环周向均匀排布于所述缸筒的中空区域内；所述导磁内环设于所述偶数个磁偶结构排布的内周向，所述偶数个磁偶结构排布的外周向设有导磁外环，所述缸筒的内壁与所述导磁外环之间接触设置阻尼通道；
所述活塞杆垂直穿过所述导磁内环的中孔并与所述缸筒轴向平行，并与所述导磁内环相互配合；
相邻的两个磁偶结构之间设有阻磁间隙且在导磁外环上相接于末端，与所述缸筒形成全通道有效阻尼通道。
优选地，每个所述磁偶结构为导磁内环、绕线架、导磁外环和励磁线圈构成的轴向绕组式结构；所述绕线架的内端与导磁内环连接，所述绕线架的外端与导磁外环连接；所述励磁线圈缠绕在所述绕线架上。
优选地，每个所述磁偶结构对应的导磁外环包括外弧段和内弧段，所述外弧段为均匀圆弧，所述内弧段为渐进曲线；所述内弧段起于所述绕线架的外端止于所述外弧段，并与所述外弧段在末端相接，构成一个截面积渐变的延伸结构；其中，所述延伸结构的起始处为始端，所述延伸结构的截止处为末端，所述延生结构在末端处的截面积趋于零。
优选地，每个所述磁偶结构对应的有效阻尼通道长度为每个所述磁偶结构对应的导磁外环的外弧段长度，其长度L公式如下：
Figure 1
其中，n为磁偶结构的个数且为偶数，R0为活塞半径。
优选地，每个所述磁偶结构对应的导磁外环的内弧段与所述绕线架的外端相接处设有倒角，所述倒角的半径和所述导磁外环的内弧段在始端处的厚度成正比，其倒角r公式如下：
r＝k3hs；
其中，k3为比例系数且为常数，hs为导磁外环的内弧段在始端处的厚度。
优选地，每个所述磁偶结构对应的导磁外环的内弧段在中点处的厚度与在始端处的厚度成正比，其导磁外环的内弧段在中点处的厚度 hm公式如下：
hm＝k2hs；
其中，k2为比例系数，k2＝Hμc/μp，μc为缸筒的磁导率，μp为活塞的磁导率，H为工程系数。
优选地，每个所述磁偶结构对应的导磁外环的内弧段在始端处的厚度与对应的绕线架的宽度成正比，其导磁外环的内弧段在始端处的厚度hs的公式如下：
hs＝k1w；
其中，k1为比例系数且为常数，w为绕线架的宽度。
优选地，每个所述磁偶结构对应的绕线架的长度hw根据每个所述磁偶结构对应的导磁外环的内弧段在始端处的厚度进行调整；每个所述磁偶结构对应的绕线架的宽度w满足以下公式：
Figure 2
其中，BMRF为磁流变液的饱和磁感应强度，BP为活塞的饱和磁感应强度，n为磁偶结构的个数，R0为活塞半径。
优选地，所述全通道有效阻尼通道内填充磁流变液；所述阻磁间隙内填充环氧树脂。
优选地，所述活塞中偶数个磁偶结构的导磁内环、绕线架、导磁外环均为同一种软磁材料；所述缸筒为磁导率小于所述活塞的磁导率的软磁材料。
本发明提供的一种全通道有效阻尼的多磁偶磁流变阻尼器，包括缸筒、活塞和活塞杆，所述活塞包括偶数个磁偶结构，所述偶数个磁偶结构围绕导磁内环周向均匀排布于所述缸筒的中空区域内；所述导磁内环设于所述偶数个磁偶结构排布的内周向，所述偶数个磁偶结构排布的外周向设有导磁外环，所述缸筒的内壁与所述导磁外环之间接触设置阻尼通道；所述活塞杆垂直穿过所述导磁内环的中孔并与所述缸筒轴向平行，并与所述导磁内环相互配合；相邻的两个磁偶结构之间设有阻磁间隙且在导磁外环上相接于末端，与所述缸筒形成全通道有效阻尼通道。本发明能够达到全通道有效阻尼的效果，最大程度上提高磁流变阻尼器的工作效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的全通道有效阻尼的多磁偶磁流变阻尼器的磁路结构二维截面图；
图2是本发明提供的全通道有效阻尼的多磁偶磁流变阻尼器的相邻磁偶结构的局部磁路结构二维截面图；
图3是本发明提供的全通道有效阻尼的多磁偶磁流变阻尼器的相邻磁偶结构的局部磁路结构尺寸标注二维截面图；
图4是本发明提供的软磁材料45钢的BH曲线图；
图5是本发明提供的软磁材料硅钢的BH曲线图；
图6是本发明提供的多磁偶轴向绕组式磁流变阻尼器的磁路结构二维截面图；
图7是本发明提供的全通道有效阻尼的多磁偶磁流变阻尼器的阻尼通道磁感应强度分布图；
图8是本发明提供的多磁偶轴向绕组式磁流变阻尼器的阻尼通道磁感应强度分布图；
附图标记：
1：缸筒； 2：磁流变液； 3：励磁线圈；
4：导磁外环； 5：绕线架； 6：导磁内环；
7：阻磁间隙； 8：活塞杆； 4-1：外弧段；
4-2：内弧段； 4-3：倒角。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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作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。
下面结合图1-图8描述本发明的一种全通道有效阻尼的多磁偶磁流变阻尼器。
本发明提供一种全通道有效阻尼的多磁偶磁流变阻尼器，如图1 所示，本发明实施例的多磁偶磁流变阻尼器包括缸筒1、活塞和活塞杆8，所述活塞包括偶数个磁偶结构，所述偶数个磁偶结构围绕导磁内环6周向均匀排布于所述缸筒1的中空区域内；所述导磁内环6设于所述偶数个磁偶结构排布的内周向，所述偶数个磁偶结构排布的外周向设有导磁外环4，所述缸筒1的内壁与所述导磁外环4之间接触设置阻尼通道；
所述活塞杆8垂直穿过所述导磁内环6的中孔并与所述缸筒1轴向平行，并与所述导磁内环6相互配合；
相邻的两个磁偶结构之间设有阻磁间隙7且在导磁外环4上相接于末端，与所述缸筒形成全通道有效阻尼通道。
具体地，如图1所示，全通道有效阻尼的多磁偶磁流变阻尼器包括外部缸筒1，磁流变液2，励磁线圈3，活塞的导磁外环4，绕线架 5，活塞的导磁内环6，活塞杆8。其中，励磁线圈3，活塞的导磁外环4，绕线架5，活塞的导磁内环6构成活塞的整体结构，绕线架5 的一端(内端)与导磁内环6根部相连，并沿活塞的径向方向往外延伸与导磁外环4相连，形成一个T型的磁偶结构。活塞的磁偶结构数量为偶数个，相邻磁偶内部存在阻磁间隙7，其数量也为偶数个，以提供足够的线圈缠绕空间。活塞杆8穿过导磁内环6，与导磁内环6 相互配合。相邻磁偶结构分别对应的导磁外环4在末端处相接。导磁外环4与外部缸筒1之间形成阻尼通道，其中填充磁流变液2。
基于上述任一实施例，结合图1所示，每个所述磁偶结构为导磁内环6、绕线架5、导磁外环4和励磁线圈3构成的轴向绕组式结构；所述绕线架5的内端与导磁内环6连接，所述绕线架5的外端与导磁外环4连接；所述励磁线圈3缠绕在所述绕线架5上。
具体地，励磁线圈3缠绕在绕线架5上，多个T型磁偶沿着导磁内环6呈周向的方式进行排布，形成一个多磁偶结构的轴向绕组式活塞。相邻磁偶结构的绕线架5所缠绕的励磁线圈3的缠绕方向相反，从而防止因为磁偶数量不对称以及磁力线输出方向相反造成的磁场相互抵消。
基于上述任一实施例，如图2所示，每个所述磁偶结构对应的导磁外环4包括外弧段4-1和内弧段4-2，所述外弧段4-1为均匀圆弧，所述内弧段4-2为渐进曲线；所述内弧段4-2起于所述绕线架5的外端止于所述外弧段4-1，并与所述外弧段4-1在末端相接，构成一个截面积渐变的延伸结构；其中，所述延伸结构的起始处为始端，所述延伸结构的截止处为末端，所述延生结构在末端处的截面积趋于零。
具体地，结合图1、图2和图3所示，活塞的导磁外环4由外弧段4-1和内弧段4-2构成，外弧段4-1是一段均匀的圆弧，内弧段4-2 是一段渐进的曲线，起于绕线架5的一端(外端)，止于外弧段4-1 并与外弧段4-1相接，形成一个截面积渐变的延伸结构。所述延伸结构从起始处的始端到截止处的末端，截面积逐渐趋向于零。
具体应用中，对单个T型磁偶进行分析，当磁力线由绕线架5 发出，其中一部分径向穿过磁流变液2并抵达缸筒1，另一部分从绕线架5和导磁外环4的内弧段4-2的交接处汇入T型磁偶两侧的延伸段，随着磁力线不断往延伸段内部深入，经过的截面积不断减小，基于磁通量守恒，磁力线需要不断的往途经的磁流变液2处发生分流，达到单个磁偶阻尼通道磁力线均匀分布的目的；对多个T型磁偶进行分析，相邻磁偶结构对应的导磁外环4在末端处相接，在末端相接处导磁截面积趋向于0，磁力线无法直接连通，需要穿过磁流变液2—缸筒1—磁流变液2才能从一个磁偶抵达相邻的磁偶，从而达到全通道有效阻尼的效果，并且基于单个磁偶结构的磁通均匀分布，多个磁偶结构的磁通也能均匀分布，最大程度上提高磁流变阻尼器的工作效率。
基于上述任一实施例，每个所述磁偶结构对应的有效阻尼通道长度为每个所述磁偶结构对应的导磁外环的外弧段长度，其长度L公式如下：
Figure 3
其中，n为磁偶结构的个数且为偶数，R0为活塞半径。
具体地，结合图1、图2和图3所示，单个磁偶结构对应的导磁外环4的外弧段4-1和外部缸筒1之间形成对应的阻尼通道，阻尼通道的有效长度即为外弧段4-1的弧长，具体表示为上述公式(1)；式 (1)中L为单个活塞的磁偶结构对应的有效阻尼通道，即外弧段4-1的长度，n为磁偶结构的数量，n为偶数，R0为活塞半径。
需要说明的是，每一个磁偶结构的阻尼通道的有效长度相等，相邻磁偶结构的阻尼通道相接在一起，形成全通道有效阻尼。
基于上述任一实施例，每个所述磁偶结构对应的导磁外环的内弧段与所述绕线架的外端相接处设有倒角，所述倒角的半径和所述导磁外环的内弧段在始端处的厚度成正比，其比例系数为常数。
具体地，结合图1和图2所示，在绕线架5与内弧段4-2相连的位置设置倒角4-3，即，在磁偶结构的导磁外环4的内弧段4-2和绕线架5的外端相接位置处设置倒角4-3。本发明实施例不仅能够进一步防止在始端处发生磁通饱和，还能够让磁力线从绕线架5往导磁外环4更加平滑的过渡，让磁力线在阻尼通道处的分布更加的均匀，这里按照如下公式(2)设置倒角4-3的半径和导磁外环4-1在始端处的厚度hs成正比：
r＝k3hs (2)
式(2)中r为倒角4-3的半径，k3可以在1/3～1/5之间进行取值，hs越大，比例系数k3可以相对取的小一些。
基于上述任一实施例，每个所述磁偶结构对应的导磁外环的内弧段在中点处的厚度与在始端处的厚度成正比，其比例系数与活塞的磁导率和缸筒的磁导率的比值有关。
具体地，结合图1和图2所示，活塞的导磁外环4的内弧段4-2 为一段渐进曲线，其两端分别和绕线架5以及外弧段4-1相接，基于式(1)能够确定外弧段的弧长，即确定外弧段4-1和内弧段4-2的接点位置，基于式(2)能够确定延伸段在始端处的厚度，即绕线架5和内弧段4-2的接点，两端(始端和末端)的端点位置确定后，还需要确定内弧段4-2中点的位置，通过三点的坐标大致确定弧段的具体形式。
这里通过计算活塞T型磁偶的导磁外环的渐变延伸段在中点处的厚度可以确定内弧段4-2在中点的位置，这里按照如下公式(3) 设置延伸段在中点处的厚度hm和始端处的厚度hs成正比：
hm＝k2hs (3)
其中，hm为T型磁偶的导磁外环的渐变延伸段在中点处的厚度， k2是比例系数，根据活塞的磁导率和缸筒的磁导率的比值进行确定，满足这样一个关系：k2＝Hμc/μp，其中，H为工程系数，μc为缸筒的磁导率，μp为活塞的磁导率，k2为比例系数。
随着缸筒的磁导率和活塞的磁导率的比值μc/μp越小，k2取值越小，因为随着活塞相对于缸筒1的导磁性能更好，会有更多的磁力线率先往磁偶延伸段两端(始端和末端)的端点附近汇聚，因此需要让内弧段4-2的曲率更大，让延伸段的截面积递减的更快，进一步的限制磁力线往两侧端点处的汇聚；反之，k2的取值越大。
基于上述任一实施例，每个所述磁偶结构对应的导磁外环的内弧段在始端处的厚度与对应的绕线架的宽度成正比，其比例系数为常数。
具体地，结合图1、图2和图3所示，单个磁偶的磁力线从绕线架5发出后，一部分磁力线从绕线架5和导磁外环4的内弧段4-2的交接处汇入T型磁偶两侧的延伸段，因此，在绕线架5和内弧段4-2 交接处存在较大的磁通量，延伸段在始端处的厚度应当满足磁通量不会在此发生局部磁饱和，磁力线能够顺利汇入延伸段。这里让活塞T 型磁偶的导磁外环4的渐变延伸段在始端处的厚度与绕线架5的宽度成正比：
Figure 4
式(4)中hs为活塞T型磁偶的导磁外环的渐变延伸段在始端处的厚度，k1为比例系数。
在磁路导磁材料磁特性确定的情况下，绕线架5的宽度w直接反应了阻尼通道处磁通量的大小，因此随着绕线架5的宽度增加，延伸段在始端处的厚度hs也应当呈比例的增加，比例系数k1可以在1/2～1/3 之间进行取值。
基于上述任一实施例，每个所述磁偶结构对应的绕线架的长度根据每个所述磁偶结构对应的导磁外环的内弧段在始端处的厚度进行调整；
具体地，结合图1、图2和图3所示，由于活塞的半径R0是最初确定好的，应当始终保持活塞的半径R0不变，随着延伸段厚度hs的增加或减小，需要相应的减小或增加绕线架5的长度hw，只要满足励磁线圈3的缠绕空间即可，并且励磁线圈3可以采用阶梯型的方式进行缠绕，能够在更小的空间内缠绕更多的励磁线圈3，以保证结构的紧凑性及合理性。
每个所述磁偶结构对应的绕线架的宽度w满足以下公式：
Figure 5
其中，BMRF为磁流变液的饱和磁感应强度，BP为活塞的饱和磁感应强度，n为磁偶结构的个数，R0为活塞半径。
需要说明的是，结合图1、图2和图3所示，为了防止磁路局部饱和，单个磁偶的磁力线从绕线架5发出最终都会抵达外弧段4-1并穿过磁流变液2，因此，根据磁通守恒，绕线架5的宽度应当满足上述公式(5)。
基于上述任一实施例，所述全通道有效阻尼通道内填充磁流变液；所述阻磁间隙内填充环氧树脂。
具体地，结合图1，导磁外环4与外部缸筒1之间形成阻尼通道内填充磁流变液2。相邻磁偶内部存在阻磁间隙7并且在其内部填充环氧树脂，起到密封和绝缘的作用。
基于上述任一实施例，所述活塞中偶数个磁偶结构的导磁内环、绕线架、导磁外环均为同一种软磁材料；所述缸筒为磁导率小于所述活塞的磁导率的软磁材料。
具体地，结合图1，活塞的导磁外环4，绕线架5，导磁内环6 均采用同一种软磁材料，和缸筒1，磁流变液2组成多磁偶磁流变阻尼器的磁路部分，并且活塞所选用的软磁材料的磁导率μp应大于缸筒 1的磁导率μc，让磁力线能够更加均匀的分布。
本发明实施例的具体工作方式如下：当励磁线圈3进行通电后，局部的磁路构成为：磁力线从单个磁偶的绕线架5上汇聚发出，在绕线架5和导磁外环4的接口处发生分流，一部分径向穿过磁流变液2 抵达缸筒1，另一部分从两侧汇入T型磁偶的延伸段，并且在延伸段渐变的截面积的约束下，磁力线不断的往途经的磁流变液2处发生分流，形成单个磁偶的磁力线均匀的分布，而相邻磁偶之间的导磁外环 4在末端处相接，在末端相接处导磁截面积趋向于0，磁力线无法直接连通，需要穿过磁流变液2—缸筒1—磁流变液2才能从一个磁偶抵达相邻的磁偶，从而达到全通道有效阻尼的效果，并且基于单个磁偶的磁通均匀分布，多个磁偶的磁通也能均匀分布，最大程度上提高磁流变阻尼器的工作效率；整体的磁路构成为：单个磁偶的磁力线从绕线架5发出，穿过导磁外环4—磁流变液2—外部缸筒1—磁流变液2抵达相邻的磁偶，再沿着相邻磁偶的磁路反向抵达导磁内环6，形成完整的闭合磁路，由于磁偶数量为对称的偶数个，并且相邻磁偶的励磁线圈3的缠绕方向相反，因此磁场相互叠加，提高了整体的磁场效果。
下面以图1所示的本发明实施例的具备四个磁偶结构的全通道有效阻尼的磁流变阻尼器举例进行说明：
外部缸筒的1的软磁材料选用45钢，活塞的软磁材料选用硅钢，分别如图4和图5所示，分别为45钢和硅钢的BH曲线，因为软磁材料的磁导率随着磁感应强度呈非线性的变化，当活塞的磁导率大于缸筒1的磁导率，能够让磁力线更加均匀的分布在阻尼通道上，这里选取缸筒1所对应的45钢的饱和磁感应强度Bc为1.6T，对应的磁导率μc为0.000267，选取活塞所对应的硅钢的饱和磁感应强度Bp为1.6T，对应的磁导率μp为0.000533，磁流变液2的饱和磁感应强度设为0.5T。活塞的半径R0根据应用需求设为34mm，由公式(1)可以计算出单个磁偶对应的阻尼通道的长度，即外弧段4-1的长度L为54mm。
根据公式(5)，绕线架5的宽度w取为18mm，可以进一步的计算出磁偶的延伸段在始端处的厚度hs，这里选取比例系数k1＝1/3，由公式(4)，可以计算出hs＝6mm，基于hs的值，进一步的可以计算出延伸段在中点处的厚度hm，根据μc/μp的值，这里取k2＝1/2，根据式(3)可以计算出hm＝3mm，根据得到的外弧段的长度L，以及延伸段在hs和hm处的厚度，可以设计出内弧段4-2的曲线，进一步的，在内弧段4-2 和绕线架5的连接处设置倒角4-3，倒角4-3的半径由公式(2)确定，这里将k3取为1/3，可以得到倒角4-3的半径r为2mm。
根据上述设计的尺寸，可以确定活塞T型磁偶的基本结构，其余部分的磁路尺寸可以依据磁通守恒进行设计。
图6为普通的多磁偶轴向绕组式磁流变阻尼器的磁路结构二维截面图，从缸筒1的外部向缸筒1的内部看，缸筒1内依次设有磁流变液2间隙、导磁外环,4、绕线架5、导磁内环6以及活塞杆8，每个磁偶结构在轴向上缠绕有一组对应的励磁线圈3，且相邻磁偶结构上的励磁线圈6的缠绕方向相反，相邻磁偶结构之间设有阻磁间隙7，相较于图1，图6中磁偶导磁外环4的延伸段为一段均匀的圆环，磁力线容易往两端发生汇聚，不利于阻尼通道磁力线的均匀分布，同时相邻磁偶的导磁外环4之间需要间隔出一段磁隙，降低了阻尼通道的有效利用率。
将本发明实施例的全通道有效阻尼的多磁偶磁流变阻尼器和普通的多磁偶轴向绕组式磁流变阻尼器进行仿真计算，如图7和图8所示，可以看出，本发明实施例的全通道有效阻尼的多磁偶磁流变阻尼器在阻尼通道处的磁感应强度更加的平滑，并且基本做到了全通道有效阻尼。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种全通道有效阻尼的多磁偶磁流变阻尼器，包括缸筒、活塞和活塞杆，其特征在于，所述活塞包括偶数个磁偶结构，所述偶数个磁偶结构围绕导磁内环周向均匀排布于所述缸筒的中空区域内；所述导磁内环设于所述偶数个磁偶结构排布的内周向，所述偶数个磁偶结构排布的外周向设有导磁外环，所述缸筒的内壁与所述导磁外环之间接触设置阻尼通道；
所述活塞杆垂直穿过所述导磁内环的中孔并与所述缸筒轴向平行，并与所述导磁内环相互配合；
相邻的两个磁偶结构之间设有阻磁间隙且在导磁外环上相接于末端，与所述缸筒形成全通道有效阻尼通道；
每个所述磁偶结构为导磁内环、绕线架、导磁外环和励磁线圈构成的轴向绕组式结构；所述绕线架的内端与导磁内环连接，所述绕线架的外端与导磁外环连接；所述励磁线圈缠绕在所述绕线架上；
每个所述磁偶结构对应的导磁外环包括外弧段和内弧段，所述外弧段为均匀圆弧，所述内弧段为渐进曲线；所述内弧段起于所述绕线架的外端止于所述外弧段，并与所述外弧段在末端相接，构成一个截面积渐变的延伸结构；其中，所述延伸结构的起始处为始端，所述延伸结构的截止处为末端，所述延伸结构在末端处的截面积趋于零。
2.根据权利要求1所述的全通道有效阻尼的多磁偶磁流变阻尼器，其特征在于，每个所述磁偶结构对应的有效阻尼通道长度为每个所述磁偶结构对应的导磁外环的外弧段长度，其长度
Figure 412777DEST_PATH_IMAGE002
公式如下：
Figure 289466DEST_PATH_IMAGE004
；
其中，
Figure 439825DEST_PATH_IMAGE006
为磁偶结构的个数，
Figure 503596DEST_PATH_IMAGE008
为活塞半径。
3.根据权利要求1所述的全通道有效阻尼的多磁偶磁流变阻尼器，其特征在于，每个所述磁偶结构对应的导磁外环的内弧段与所述绕线架的外端相接处设有倒角，所述倒角的半径和所述导磁外环的内弧段在始端处的厚度成正比，其倒角
Figure 764813DEST_PATH_IMAGE010
公式如下：
Figure 761588DEST_PATH_IMAGE012
；
其中，
Figure 551689DEST_PATH_IMAGE014
为比例系数且为常数，
Figure 368336DEST_PATH_IMAGE016
为导磁外环的内弧段在始端处的厚度。
4.根据权利要求1所述的全通道有效阻尼的多磁偶磁流变阻尼器，其特征在于，每个所述磁偶结构对应的导磁外环的内弧段在中点处的厚度与在始端处的厚度成正比，其导磁外环的内弧段在中点处的厚度
Figure 994813DEST_PATH_IMAGE018
公式如下：
Figure 580515DEST_PATH_IMAGE020
；
其中，
Figure 807097DEST_PATH_IMAGE022
为比例系数，
Figure 704515DEST_PATH_IMAGE024
，
Figure 776376DEST_PATH_IMAGE026
为缸筒的磁导率，
Figure 482164DEST_PATH_IMAGE028
为活塞的磁导率，
Figure 145226DEST_PATH_IMAGE030
为工程系数。
5.根据权利要求1所述的全通道有效阻尼的多磁偶磁流变阻尼器，其特征在于，每个所述磁偶结构对应的导磁外环的内弧段在始端处的厚度与对应的绕线架的宽度成正比，其导磁外环的内弧段在始端处的厚度
Figure 939394DEST_PATH_IMAGE032
的公式如下：
Figure 80526DEST_PATH_IMAGE034
；
其中，
Figure 640820DEST_PATH_IMAGE036
为比例系数且为常数，
Figure 209205DEST_PATH_IMAGE038
为绕线架的宽度。
6.根据权利要求5所述的全通道有效阻尼的多磁偶磁流变阻尼器，其特征在于，每个所述磁偶结构对应的绕线架的长度
Figure 487739DEST_PATH_IMAGE040
根据每个所述磁偶结构对应的导磁外环的内弧段在始端处的厚度进行调整；每个所述磁偶结构对应的绕线架的宽度
Figure DEST_PATH_IMAGE041
满足以下公式：
Figure DEST_PATH_IMAGE043
；
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE045
为磁流变液的饱和磁感应强度，
Figure DEST_PATH_IMAGE047
为活塞的饱和磁感应强度，
Figure 684759DEST_PATH_IMAGE006
为磁偶结构的个数，
Figure DEST_PATH_IMAGE048
为活塞半径。
7.根据权利要求1所述的全通道有效阻尼的多磁偶磁流变阻尼器，其特征在于，所述全通道有效阻尼通道内填充磁流变液；所述阻磁间隙内填充环氧树脂。
8.根据权利要求1-7任一项所述的全通道有效阻尼的多磁偶磁流变阻尼器，其特征在于，所述活塞中偶数个磁偶结构的导磁内环、绕线架、导磁外环均为同一种软磁材料；所述缸筒为磁导率小于所述活塞的磁导率的软磁材料。
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