[发明专利]双弹簧式磁流变减振器

说明书

本发明涉及双弹簧式磁流变减振器。包括两个刚度不同的弹簧、同轴套设在活塞杆上的内缸体和外缸体，内缸体和外缸体内分别设有磁流变液；内缸体内的活塞杆上套设有内励磁线圈形成内活塞；外缸体内的内缸体外周上套设有外励磁线圈形成外活塞；外缸体的外周连接着被减振物放置件；两个不同刚度的弹簧根据被减振对象和振源特点，在有效减振范围内，实现所述外缸体相对内缸体静止或发生较小位移。本发明的双出杆结构，不会形成欠压或工作缸内压力不稳定等问题；本发明的加工工艺性良好；采用螺钉安装连接，易于装配和维护。

技术领域

本发明属于振动控制技术领域，可用于物体的隔振与减振，本发明涉及一种磁流变减振器。

背景技术

磁流变液是一种流变特性随磁场变化而变化的功能材料，其基本特征是：在无外加磁场作用时，磁流变液呈现自由流动的牛顿流体状态；在受到外加磁场作用下，磁流变液在毫秒级时间内可由流动状态良好的液态转变成类固态，其粘度在极短时间内增大多个数量级，呈现出粘塑性流体特性，并表现出一定的抗剪切屈服能力，且剪切屈服应力随外加磁场强度的增大而增大。在撤去磁场后，磁流变液又由类固态转变成液态，这种转变连续、迅速、可逆、可控。

用磁流变减振器控制结构振动是近年来兴起的振动控制技术研究热点之一，它是一种阻尼可控器件，其内部的阻尼介质为磁流变液。传统形式的减振器阻尼不可变或者阻尼可变范围较小，而磁流变减振器的阻尼能够进行大范围可控变化，且结构和控制都较简单，所以磁流变减振器以其安全可靠且结构简单的特性，取代传统形式的减振器是一个新的发展趋势。

科学仪器和设备不断朝着高精尖方向发展，无论是用于加工的设备还是用于检测的仪器，它们对客观环境的要求都越来越高，其中对微振动的控制的要求达到了前所未有的高度。因此，在对这类仪器和设备进行设计和使用时，对微振动控制技术提出了苛刻的要求。微振动通常意义上是指低水平或低幅值的机械振动或扰动，其振动频率范围在1Hz到1kHz之间，在飞行器等敏感设备中，微振动的主要振动频率范围为0.1Hz到300Hz。一般将高于30Hz的微振动看作是高频干扰，低于30Hz的微振动看作是低频干扰。

目前，发明使用的磁流变减振器分为单出杆磁流变减振器和双出杆磁流变减振器，主要使用在汽车、轮船、建筑物等大型设备和大振幅振动场合中，此类磁流变减振器的尺寸大，阻尼通道截面积大，输出阻尼力大，不适用于小质量、小体积被减振对象以及微振动环境。双出杆磁流变阻尼器的活塞杆从磁流变液缸体两端伸出，结构简单，无需使用补偿气囊，但是由于工作时活塞杆的运动占用的轴向空间较大，在一定程度上减少了磁流变阻尼器工作行程。这类双出杆磁流变阻尼器和弹性元件一起组成的双出杆磁流变减振器在通过缩小尺寸以适应微振动环境时，由于微振动振动频率低，振动振幅小，加上阻尼通道截面积小，磁流变减振器无法提供足够的阻尼力达到对微振动进行控制的目的。而且，由于这类双出杆磁流变减振器模型为阻尼元件和弹性元件并联，不具有变刚度特性，固有频率不可以进行改变，在进行微振动控制时，适用范围受到振源频率的限制。本发明使用双弹簧结构，在磁流变阻尼器工作时，弹簧的形变可以提供线性变化的弹性力，而且两个不同刚度的弹簧的配合可以实现变刚度，达到改变双弹簧式磁流变减振器的固有频率的目的，可以实现很好的减振效果，特别是适用于微振动的控制。

发明内容

为了解决现有磁流变减振器在减振过程中减振效果差的问题及磁流变减振器在无磁场或恒定磁场强度情况下其输出力不能改变等问题，本发明提供一种双弹簧式磁流变减振器。

本发明的技术解决方案如下：

双弹簧式磁流变减振器包括两个刚度不同的弹簧、同轴套设在活塞杆12上的密闭的内缸体5和密闭的外缸体6，内缸体5和外缸体6内分别设有磁流变液；

所述两个刚度不同的弹簧为小刚度弹簧2和大刚度弹簧8；