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一種非線性剛度解耦型磁流變阻尼器

文檔序號:42028865發(fā)布日期:2025-05-30 17:14閱讀:2來源:國知局

本發(fā)明涉及一種非線性剛度解耦型磁流變阻尼器,具體屬于減振裝置。


背景技術:

1、衛(wèi)星等航天器逐漸發(fā)展為具有大型化和柔性化等特點,然而,大型航天器的振動問題對航天器的穩(wěn)定性和控制精度產(chǎn)生了惡劣影響;磁流變阻尼器作為一種理想的半主動振動控制作動器件,在航天器振動控制方向具有廣闊的應用前景。

2、為了提升磁流變阻尼器的性能,不同結構形式的磁流變阻尼器被研究和開發(fā)出來;多級線圈磁流變阻尼器通過增加線圈數(shù)量,折疊流動式磁流變阻尼器通過增大阻尼通道長度,混合式磁流變阻尼器通過兩種工作模式的組合,來提升磁流變阻尼器的出力。以上結構形式的磁流變阻尼器通過結構的優(yōu)化改進,能夠提升磁流變阻尼器的出力,但是,難以改進磁流變阻尼器的高頻適用性。磁流變阻尼器在高頻振動下會發(fā)生高頻硬化現(xiàn)象,磁流變阻尼器的動剛度會大幅提升,對隔振系統(tǒng)的隔振性能產(chǎn)生惡劣影響。

3、對比已公布的專利文件,公布號cn101725660a公開了一種高頻解耦型活塞式磁流變阻尼器,公布號cn101446117公開了一種高耗能自解耦式磁流變阻尼器,其中,活塞與活塞桿之間是通過環(huán)形彈簧連接,沒有交代該彈簧是否具有非線性特性。若活塞與活塞桿之間為線性彈簧連接,則連接剛度不能隨活塞與活塞桿的相對位移的改變而改變,制約了活塞與活塞桿的解耦效果,進一步影響磁流變阻尼器的隔振性能。


技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種非線性剛度解耦型磁流變阻尼器,以解決連接剛度不能隨相對位移發(fā)生變化,難以大幅拓展磁流變阻尼器的高頻適用范圍的問題。

2、為解決上述技術問題,本發(fā)明采用的技術方案是:該發(fā)明包括端蓋和缸蓋,還包括缸體、非線性組件和阻尼組件;端蓋一側連接有缸蓋,缸蓋另一側連接有缸體,端蓋、缸蓋與缸體內(nèi)側都設置有螺釘,端蓋、缸蓋與缸體通過螺釘進行連接,缸蓋與缸體之間形成有密閉的腔室,腔室內(nèi)填充有磁流變液,缸體內(nèi)側設置有非線性組件和阻尼組件,非線性組件和阻尼組件連接在一起。

3、進一步的,通過螺釘對端蓋、缸蓋與缸體進行穩(wěn)定安裝,以此提高阻尼器安裝額的便捷性。

4、阻尼組件包括活塞桿和活塞本體;缸蓋與缸體內(nèi)側設置有活塞桿,活塞桿在缸蓋與缸體的連接處外側設置有密封圈,活塞桿中部外側設置有活塞本體,活塞本體與活塞桿的連接處設置有密封圈,活塞本體設置于缸體內(nèi)側;

5、活塞本體與缸體為導磁材料設置,活塞桿為非導磁材料設置。

6、進一步的,通過密封圈使得活塞桿與缸蓋、缸體、活塞本體分別進行間隙配合,并實現(xiàn)滑動密封。

7、非線性組件包括上塔簧和下塔簧;上擋板與活塞本體之間設置有上塔簧,下?lián)醢迮c活塞本體之間設置有下塔簧,上塔簧與下塔簧均設置在活塞桿外側,上塔簧與下塔簧均為壓縮狀態(tài),上塔簧與下塔簧的初始壓縮量相同,且上塔簧與下塔簧的初始壓縮量大于活塞本體與活塞桿的相對位移。

8、進一步的,通過改變上塔簧和下塔簧的形狀,或調(diào)節(jié)上擋板和下?lián)醢宓陌惭b位置,可以改變活塞與活塞桿的初始等效連接剛度;同時,活塞與活塞桿發(fā)生相對運動時,一側塔簧壓縮量變小,另一側塔簧壓縮量變大,活塞與活塞桿的等效連接剛度發(fā)生變化。

9、阻尼組件還包括線圈;活塞本體外側與缸體內(nèi)側之間形成有阻尼通道,活塞本體外側纏繞有線圈,線圈周圍會形成環(huán)形的磁場磁力線。

10、進一步的,當線圈通電后,在線圈周圍會形成環(huán)形的磁場磁力線,磁流變阻尼器提供可控阻尼力,阻尼力的大小隨電流大小的改變而改變。

11、本發(fā)明的有益效果是:

12、1.本發(fā)明非線性剛度解耦型磁流變阻尼器,通過非線性組件的設置,使得活塞本體與活塞桿實現(xiàn)非線性剛度連接,以此實現(xiàn)了磁流阻尼器的非線性動態(tài)特性解耦,大幅拓寬了磁流變阻尼器的高頻適用范圍。

13、2.本發(fā)明非線性剛度解耦型磁流變阻尼器,能夠根據(jù)振動控制需求調(diào)節(jié)活塞與活塞桿的初始等效連接剛度,能適應不同的振動控制需求。

14、3.本發(fā)明非線性剛度解耦型磁流變阻尼器能夠動態(tài)調(diào)節(jié)剛度和阻尼,在低頻大振幅工況下具有高剛度大阻尼,有利于實現(xiàn)振動抑制;在高頻小振幅工況下具有低剛度小阻尼,有利于實現(xiàn)振動隔離,綜合提升了隔振效果。



技術特征:

1.一種非線性剛度解耦型磁流變阻尼器,包括端蓋(1)和缸蓋(3),其特征在于,還包括缸體(4)、非線性組件和阻尼組件;

2.根據(jù)權利要求1所述的一種非線性剛度解耦型磁流變阻尼器,其特征在于,阻尼組件包括活塞桿(5)和活塞本體(8);

3.根據(jù)權利要求1所述的一種非線性剛度解耦型磁流變阻尼器,其特征在于,阻尼組件還包括線圈(9);

4.根據(jù)權利要求1所述的一種非線性剛度解耦型磁流變阻尼器,其特征在于,阻尼組件還包括上擋板(6)和下?lián)醢?11);

5.根據(jù)權利要求1所述的一種非線性剛度解耦型磁流變阻尼器,其特征在于,非線性組件包括上塔簧(7)和下塔簧(10);

6.根據(jù)權利要求2所述的一種非線性剛度解耦型磁流變阻尼器,其特征在于,活塞本體(8)與缸體(4)為導磁材料設置,活塞桿(5)為非導磁材料設置。


技術總結
本發(fā)明提供了一種非線性剛度解耦型磁流變阻尼器,包括端蓋和缸蓋,還包括缸體、非線性組件和阻尼組件;端蓋、缸蓋與缸體通過螺釘進行連接,缸蓋與缸體之間形成有密閉的腔室,腔室內(nèi)填充有磁流變液,缸體內(nèi)側設置有非線性組件和阻尼組件。本發(fā)明屬于減振裝置技術領域,通過非線性組件的設置,使得活塞本體與活塞桿實現(xiàn)非線性剛度連接,以此實現(xiàn)了磁流阻尼器的非線性動態(tài)特性解耦,大幅拓寬了磁流變阻尼器的高頻適用范圍;通過上擋板、下?lián)醢迮c活塞桿螺紋連接的設置,以及通過上塔簧與下塔簧可以進行形狀調(diào)整的設置,實現(xiàn)根據(jù)振動控制需求以調(diào)節(jié)活塞本體與活塞桿的初始等效連接剛度的功能,使得阻尼器能夠適應不同的振動控制需求。

技術研發(fā)人員:程明,魏塬,黃靜
受保護的技術使用者:上海大學
技術研發(fā)日:
技術公布日:2025/5/29
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