工作間隙可變的磁流變阻尼器及其參數(shù)優(yōu)化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及磁流變阻巧器的技術(shù)領(lǐng)域，特別設(shè)及一種工作間隙可變的磁流變阻巧 器及其參數(shù)優(yōu)化方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 磁流變阻巧器是近十年出現(xiàn)的一種新型的結(jié)構(gòu)半主動(dòng)控制裝置。其中剪切閥式磁 流變阻巧器具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、磁路設(shè)計(jì)方便的特點(diǎn)。它通常采用活塞與缸體的結(jié)構(gòu)形式，其工 作原理可W描述為：當(dāng)活塞與缸體產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)就會(huì)擠壓缸體中活塞某一側(cè)的MR流體， 使其通過(guò)縫隙流向缸體活塞的另一側(cè)。當(dāng)縫隙的兩側(cè)加上垂直于流體流動(dòng)方向的磁場(chǎng)之 后，由于縫隙中磁流變液的"固化"，使MR流體通過(guò)時(shí)必須使縫隙中"固化"的磁流變液產(chǎn)生 粘塑性流動(dòng)，從而產(chǎn)生相應(yīng)的阻巧力。
[0003] 由磁流變液的bin曲am模型與流體力學(xué)得到剪切閥式磁流變阻巧器的阻巧力偽 靜力學(xué)模型為：
[0004]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種工作間隙可變的磁流變阻尼器， 包括活塞筒，分別安裝于活塞筒兩端的第一端蓋（4A)和第二端蓋（4B)，安裝于活塞筒 內(nèi)并伸出第一端蓋（4A)和第二端蓋（4B)的活塞桿（3);活塞桿（3)上安裝有活塞（2)，活 塞（2)上繞有線圈（5)，活塞（2)與活塞桿（3)上設(shè)置有導(dǎo)線孔，線圈（5)的導(dǎo)線從導(dǎo)線孔 引出；活塞筒內(nèi)充填磁流變液（6);第一端蓋（4A)或第二端蓋（4B)分別設(shè)置有第一密封圈 (9A)與第二密封圈（9B)，且第一端蓋（9A)設(shè)置有用漏液螺釘（7)封閉的漏液孔； 其特征在于： 上述活塞筒由外筒⑴和內(nèi)筒⑶組成； 內(nèi)筒⑶外壁貼合在外筒⑴的內(nèi)表面，內(nèi)壁與活塞⑵形成工作間隙；內(nèi)筒⑶有多 個(gè)，各個(gè)內(nèi)筒（8)的高度，外徑相同，厚度不同，更換不同厚度的內(nèi)筒（8)以改變磁流變阻尼 器的工作間隙。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的工作間隙可變的磁流變阻尼器的參數(shù)優(yōu)化方法，其特征在于 包括以下過(guò)程： 給定磁流變阻尼器的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)，包括：外筒（1)內(nèi)徑D ;活塞桿（3)直徑d，磁流變 液磁場(chǎng)飽和下的屈服強(qiáng)度τ，MRF零磁場(chǎng)下屈服強(qiáng)度τ V MRF零場(chǎng)黏度η，工作速度V，活 塞（2)有效長(zhǎng)度1，密封摩擦力Ff; 剪切閥式磁流變阻尼器阻尼力計(jì)算模型表示為：
其中：τ 7是磁流變液的剪切應(yīng)力，與外加磁場(chǎng)有關(guān)；η是磁流變液的零場(chǎng)粘度，sgn是 符號(hào)函數(shù)，1為活塞的有效長(zhǎng)度，V為活塞的運(yùn)動(dòng)速度，D為活塞直徑，d為活塞桿直徑；Ap為 活塞面積，且Ap^ (D2_d2)，匕為密封摩擦力，h為阻尼器間隙寬度。 將給定磁流變阻尼器的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)代入剪切閥式磁流變阻尼器的出力模型計(jì)算阻 尼器的出力范圍，只改變工作間隙h的數(shù)值，其他參數(shù)不變，計(jì)算阻尼器的出力范圍；由于 過(guò)小的h會(huì)使工作間隙發(fā)生堵塞，初始h的值取Imm ; 當(dāng)工作間隙h大與某個(gè)值時(shí)，阻尼器的最小阻尼力的變化將很小，取這個(gè)值為最大工 作間隙；將最大工作間隙分為多段，劃分依據(jù)為出力范圍改變的疏密程度，內(nèi)筒的內(nèi)徑為每 段工作間隙所對(duì)應(yīng)的外徑，內(nèi)筒的外徑為外筒的內(nèi)徑。
【專利摘要】一種工作間隙可變的磁流變阻尼器及其參數(shù)優(yōu)化方法，屬于磁流變阻尼器的技術(shù)領(lǐng)域。該磁流變阻尼器其特征在于：活塞筒由外筒（1）和內(nèi)筒（8）組成；內(nèi)筒(8)外壁貼合在外筒(1)的內(nèi)表面，內(nèi)壁與活塞(2)形成工作間隙；內(nèi)筒(8)有多個(gè)，各個(gè)內(nèi)筒(8)的高度，外徑相同，厚度不同，更換不同厚度的內(nèi)筒(8)以改變磁流變阻尼器的工作間隙。本發(fā)明通過(guò)更換不同厚度的內(nèi)筒，改變外筒與活塞間的工作間隙，使阻尼器的阻尼力在大范圍內(nèi)可變，實(shí)現(xiàn)了一種阻尼器擁有多種范圍的出力，節(jié)省了成本，簡(jiǎn)單可靠，有很大的實(shí)用性。
【IPC分類】F16F9-32, G06F19-00, F16F9-53
【公開號(hào)】CN104534012
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510001992
【發(fā)明人】王彤, 周瑾, 金超武, 徐園平
【申請(qǐng)人】南京航空航天大學(xué)
【公開日】2015年4月22日
【申請(qǐng)日】2015年1月4日