[发明专利]一种电磁铁与SMA板耦合的可变主动调节多胞元阻尼器

说明书

本发明提供一种电磁铁与SMA板耦合的可变主动调节多胞元阻尼器，每个减振单元设置有：电磁铁、SMA板、铝板，多个单元塔式排列组成减振结构，依靠SMA板屈曲变形和电磁铁磁力的共同作用，实现减振吸能的目的。本发明融合超弹性记忆合金材料阻尼与电磁铁阻尼两种阻尼，减振性能高；通过对SMA板和电磁铁的通电电流的控制，实现刚度和阻尼的主动调节。根据电磁铁通电电流的大小，分为常规阻尼模式和驱动阻尼模式。常规模式下，电流较大，阻尼器压缩后自动恢复原状。驱动模式下，电流较小，压缩后需要恢复时，SMA板通电加热发生相变，依靠相变回复力耦合电磁铁斥力的作用使机构恢复原状。本发明无需密封，使用寿命长、适用范围广、可靠性高。

技术领域

本发明涉及一种减振阻尼器，特别是涉及一种可变主动调节的多胞元阻尼器，其利用电磁铁磁力与结构力耦合，吸收振动能量，并利用形状记忆合金(SMA)板在高温下的回复力耦合电磁铁的磁力，使结构恢复原状。

背景技术

航空航天器需要多种减振机构来实现关键部件的减振功能，如飞机起落架的振动吸收、火箭发射时的振动吸收等。在减振机构的发展中，国内外提出了许多方案，主要有液压阻尼减振器、空气阻尼减振器、弹簧减振器等。

液压阻尼减振器阻尼力大、动态响应快，但因液压油的存在，而易出现如下问题：容易漏油，运动的平稳性和减振效率受到影响；油液易被尘埃或流体介质中其他杂质污损，造成液控系统发生故障；油液具有易燃性，有引起爆炸的危险；液体粘度受温度影响，使供油量和执行机构的运动速度不稳定；油液中有空气会引起工作机构的不均匀跳动。

空气阻尼减振器结构较为简单、重量更轻，不足的是油封要求高，充气工艺复杂，不易维修，而且当缸筒受外界较大冲击时，甚至会出现不能工作的情况。

弹簧减振器的优点是压缩量大，但由于存在自振现象，易传递中频振动，且阻尼小，隔振性能比较差。

发明内容

本发明主要针对现有技术中存在的密封困难、工艺复杂、隔振性差、不能主动控制的问题，提供了一种不需要密封、工艺简单、吸能多、扩展性好、可主动控制、可重复使用的电磁铁与SMA板耦合的可变主动调节多胞元阻尼器。

本发明采用的技术方案为：一种电磁铁与SMA板耦合的可变主动调节多胞元阻尼器，包括：

波浪形的SMA板，其中部内侧粘有电磁铁，两端连接在刚性的铝板上；波浪形的铝板，其凹度要比SMA板小，中部内侧粘有电磁铁，两端连接在SMA板的两端；

在每块SMA板的两端都连接有通电的导线，为该SMA板单独通电；

在每个电磁铁的两端都连有通电的导线，为该电磁铁单独通电；

SMA板和电磁铁之间由绝缘橡胶实现绝缘；

铝板通过氧化铝陶瓷镀层或绝缘漆实现绝缘；

一块SMA板、一块铝板及其中的电磁铁构成一个减振结构单元，多个结构单元构成一个完整的减振结构。减振结构单元的排列是类似于金字塔式的塔式排列形式，顶层只有一个结构单元，第二层有两个结构单元，第三层有三个结构单元，同一层结构单元相邻的端部彼此相连，第二层两个结构单元的顶部通过刚性板连接第一层结构单元的两端，第三层结构单元的顶部连接第二层结构单元的端部；

在每个第三层的结构单元的两端都连有垂直刚性板，用以力的输出。

本发明的原理在于：