[发明专利]一种基于磁流变弹性体的隔震装置

说明书

本发明公开了一种基于磁流变弹性体的隔震装置，包括隔震支座和万向滚珠，所述隔震支座对称安装在文物展柜的下部；所述万向滚珠有多组，周向均匀间隔布置在文物展柜的四周；所述隔震支座包括底板、下套筒、磁流变弹性体结构、上套筒和盖板，所述底板安装在其他承台结构上；所述下套筒置于底板上，所述磁流变弹性体结构的下部安装在下套筒内，磁流变弹性体结构的上部设于上套筒内，磁流变弹性体结构的中部伸出，设于上下套筒之间的空隙内。本发明的有益效果为：本发明所述隔震装置采用磁流变弹性体替代高阻尼叠层橡胶，可通过改变磁场大小来控制该隔震支座的刚度与阻尼，有效避免了共振现象的发生。

技术领域

本发明涉及隔震技术领域，具体涉及一种基于磁流变弹性体的隔震装置。

背景技术

轻型结构如文物、装有电子设备的橱柜、掩体或艺术品等必须配置隔震装置，以保持与不同来源产生的地面振动隔离，如地震运动、机械、车辆交通等，防止其受硬加速度作用而损坏，影响其正常使用。

目前，现有针对文物抗震的水平隔震装置中，高阻尼叠层橡胶已经得到了较为广泛的应用。高阻尼叠层橡胶的构造简单，性能稳定，变形能力强，且叠层橡胶的使用有效避免了橡胶体积过大受压时容易鼓出的问题，可靠性较强。但是，由于地震波类型多样，在不同地震波输入时，现有隔震结构无法根据不同类型的地震波输入调整自身的刚度和阻尼，在长期地震作用下，隔震结构可能引发共振，从而导致隔震结构破坏。

磁流变弹性体是一种由羰基铁粉和橡胶混合而成的智能材料，这种材料的刚度和阻尼可以随着磁场的变化而变化，将磁流变弹性体加入到文物隔震支座中可以有效的弥补传统高阻尼叠层橡胶支座的缺点。此外，通过间隔布置两个磁流变弹性体隔震支座，以达到有效控制结构扭转运动的作用。但是，由于磁流变弹性体的过厚会导致磁阻过大，无法提供支撑结构自重的竖向刚度。在所有的情况下，磁流变弹性体所使用的化合物必须足够软，以实现在磁场存在下的明显刚度变化，因此，它们不足以支撑结构质量，需要与竖向刚度较大的装置组合，才能在达到隔震的目的的同时不受大的垂直变形的影响。

如果振动源不太接近结构，地面运动主要是水平的，因此，结构隔震系统必须保持竖直方向刚度较大，以在结构变形不大时支撑结构自重，并同时具有适当的横向灵活性。为了满足这些要求，目前常用的是用钢或复合材料板加固弹性隔震器，其特征是垂直刚度约为水平刚度的一千倍。然而，对于像文物这样的轻质结构，使用这种隔震器既不经济，且无法根据具体情况调节刚度和阻尼，难以满足使用要求。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术的不足，提供一种可随磁场大小调节刚度与阻尼的基于磁流变弹性体的隔震装置。

本发明采用的技术方案为：一种用于文物的基于磁流变弹性体的隔震装置，包括隔震支座和万向滚珠，所述隔震支座对称安装在文物展柜的下部；所述万向滚珠有多组，周向均匀间隔布置在文物展柜的四周；所述隔震支座包括底板、下套筒、磁流变弹性体结构、上套筒和盖板，所述底板安装在其他承台结构上；所述下套筒置于底板上，所述磁流变弹性体结构的下部安装在下套筒内，磁流变弹性体结构的上部设于上套筒内，磁流变弹性体结构的中部伸出，设于上下套筒之间的空隙内。

按上述方案，所述磁流变弹性体结构包括隔震主体、励磁线圈和辅助隔震体，所述隔震主体由磁流变弹性体和硅钢板交替叠加而成；所述励磁线圈缠绕在隔震主体的外部，上套筒上开设有用于励磁线圈引线穿过的过线孔；所述辅助隔震体采用磁流变弹性体材料制作，辅助隔震体设于励磁线圈的外围；所述励磁线圈与隔震主体之间，励磁线圈与辅助隔震体之间，均分别留有间隙；所述辅助隔震体的外沿设于上下套筒之间的空隙内，上下套筒通过辅助隔震体相连。

按上述方案，励磁线圈通电产生的磁感线垂直穿过外围的辅助隔震体。

按上述方案，所述隔震支座还包括下砌块和上砌块，所述下砌块设于底板上，用于支撑中部的隔震主体；所述上砌块设于隔震主体上，上砌块的顶部与盖板相连。