一種基于磁流變彈性體和壓電材料的變剛度變摩擦阻尼器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及智能減振領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于磁流變彈性體和壓電材料的變剛度變摩擦阻尼器的智能減振裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]振動(dòng)是一種常見的自然現(xiàn)象，有害的振動(dòng)會(huì)帶來各種各樣的問題。因此在各行各業(yè)人們已使用各種各樣的減振器來消能減振。常見的減振器主要有被動(dòng)減振器、主動(dòng)減振器、半主動(dòng)減振器。被動(dòng)減振器由于參數(shù)固定等缺點(diǎn)，減振效果不好。而主動(dòng)減振器的效果最好，但它需要大量的外部能源輸入，并且控制算法復(fù)雜，因此應(yīng)用困難。而半主動(dòng)減振器綜合了主動(dòng)減振器減振效果好，被動(dòng)減振器構(gòu)造簡單的優(yōu)點(diǎn)，具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。
[0003]半主動(dòng)減振器通常由阻尼可變的阻尼器實(shí)現(xiàn)。目前廣泛使用的阻尼可變的阻尼器為磁流變阻尼器，如中國專利(申請?zhí)?200610106147.4)提供了一種能夠調(diào)節(jié)屈服力和流變阻尼的磁流變阻尼器，但是磁流變阻尼器均有液體的滲漏問題。而由壓電材料制成的變摩擦阻尼器，克服了液體阻尼器滲漏的問題，如中國專利(申請?zhí)?201320602600.6)提供了一種自復(fù)位型壓電半主動(dòng)摩擦阻尼器。但是以上阻尼器均僅僅局限在阻尼可變上。
[0004]鑒于此，本專利利用磁流變彈性體剪切模量可隨外加磁場改變的特性，結(jié)合壓電材料的逆壓電效應(yīng)，設(shè)計(jì)了一種基于磁流變彈性體和壓電材料的變剛度變摩擦阻尼器，以滿足對減振的更高要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種基于磁流變彈性體和壓電材料的變剛度變摩擦阻尼器，用以克服上述技術(shù)缺陷。
[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種基于磁流變彈性體和壓電材料的變剛度變摩擦阻尼器，其包括變剛度裝置和變摩擦裝置，變剛度裝置和變摩擦裝置采用分別控制的方法，剛度的改變通過改變勵(lì)磁線圈的電流大小來實(shí)現(xiàn)，摩擦力的改變通過改變壓電驅(qū)動(dòng)器的電壓大小來實(shí)現(xiàn)；
[0007]所述的變剛度裝置包括外部圓管形導(dǎo)磁體、內(nèi)部圓柱形導(dǎo)磁體，內(nèi)部圓柱形導(dǎo)磁體上設(shè)置有勵(lì)磁線圈；
[0008]所述的變摩擦裝置包括壓電驅(qū)動(dòng)器和摩擦片，摩擦片與變剛度裝置接觸，產(chǎn)生隨電壓改變的摩擦力。
[0009]進(jìn)一步地，所述的變剛度裝置還包括磁流變彈性體，在所述的外部圓管形導(dǎo)磁體和內(nèi)部圓柱形導(dǎo)磁體之間有空腔，在空腔的頂端設(shè)置有磁流變彈性體。
[0010]進(jìn)一步地，所述的壓電驅(qū)動(dòng)器設(shè)置在外部圓管形導(dǎo)磁體的內(nèi)壁上，壓電驅(qū)動(dòng)器外側(cè)為壓電保護(hù)罩，壓電驅(qū)動(dòng)器的端部為摩擦片；壓電驅(qū)動(dòng)器在電壓刺激下，驅(qū)使摩擦片和內(nèi)部圓柱形導(dǎo)磁體接觸。
[0011]進(jìn)一步地，所述的內(nèi)部圓柱形導(dǎo)磁體和壓電材料接觸部分沒有繞制勵(lì)磁線圈。
[0012]進(jìn)一步地，所述的外部圓管形導(dǎo)磁的底部固聯(lián)阻磁材料，阻磁材料和阻尼器的底端固定相連，內(nèi)部圓柱形導(dǎo)磁體的頂部固聯(lián)阻磁材料，阻磁材料和阻尼器的頂端固定相連。
[0013]進(jìn)一步地，所述的變摩擦裝置還包括設(shè)置在外部圓管形導(dǎo)磁體的外側(cè)的缸筒，缸筒內(nèi)壁設(shè)置有壓電驅(qū)動(dòng)器，壓電驅(qū)動(dòng)器的外側(cè)為壓電保護(hù)罩，壓電驅(qū)動(dòng)器的端部為摩擦片;
[0014]在電壓刺激下，摩擦片和外部圓管形導(dǎo)磁體的外壁接觸，產(chǎn)生隨電壓改變的摩擦力。
[0015]進(jìn)一步地，所述的外部圓管形導(dǎo)磁體的底部固聯(lián)阻磁材料，阻磁材料和阻尼器的底端固定相連，內(nèi)部圓柱形導(dǎo)磁體的頂部固聯(lián)阻磁材料，阻磁材料和筒底固定。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的有益效果在于，
[0017]1.本發(fā)明將磁流變彈性體變剛度裝置和壓電材料變摩擦阻尼器設(shè)計(jì)到一個(gè)阻尼器中，通過調(diào)整勵(lì)磁線圈的外加電流，可使阻尼器的剛度特性發(fā)生改變，通過調(diào)整壓電驅(qū)動(dòng)器的外加電壓大小，可以使摩擦部分的法向正壓力變化，可使阻尼器的阻尼特性發(fā)生改變。
[0018]2.本發(fā)明的變剛度變摩擦裝置分為兩種情況，第一種情況將變剛度裝置和變摩擦裝置集成到一個(gè)空腔中，結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計(jì)緊湊，節(jié)省空間，具有很好的適用性。第二種情況將變剛度裝置和變摩擦裝置分開，使阻尼器的剛度、阻尼分別具有更大的調(diào)整范圍。
【附圖說明】
[0019]圖1a為本發(fā)明基于磁流變彈性體和壓電材料的變剛度變摩擦阻尼器的實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖1b為本發(fā)明實(shí)施例一的B-B向剖視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2a為本發(fā)明基于磁流變彈性體和壓電材料的變剛度變摩擦阻尼器的實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2b為本發(fā)明實(shí)施例二的A-A向剖視結(jié)構(gòu)示意圖.
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但不限定本發(fā)明。
[0024]本發(fā)明基于磁流變彈性體和壓電材料的變剛度變摩擦阻尼器包括變剛度裝置和變摩擦裝置，變剛度裝置和變摩擦裝置采用分別控制的方法，剛度的改變通過改變勵(lì)磁線圈的電流大小來實(shí)現(xiàn)，摩擦力的改變通過改變壓電驅(qū)動(dòng)器的電壓大小來實(shí)現(xiàn)；通過改變勵(lì)磁線圈電流的大小和壓電驅(qū)動(dòng)器電壓的大小，使阻尼器的剛度和摩擦力發(fā)生改變。
[0025]所述的變剛度裝置包括外部圓管形導(dǎo)磁體、內(nèi)部圓柱形導(dǎo)磁體，內(nèi)部圓柱形導(dǎo)磁體上設(shè)置有勵(lì)磁線圈；
[0026]所述的變摩擦裝置包括壓電驅(qū)動(dòng)器和摩擦片，摩擦片與變剛度裝置接觸，產(chǎn)生隨電壓改變的摩擦力。
[0027]在本發(fā)明中，所述的摩擦片根據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的不同和變剛度裝置的不同區(qū)域接觸。
[0028]實(shí)施例一:
[0029]請參閱圖1a-1b所示，在本發(fā)明實(shí)施例中，所述的變剛度裝置包括外部圓管形導(dǎo)磁體2、內(nèi)部圓柱形導(dǎo)磁體3，在內(nèi)外導(dǎo)磁體之間有空腔；在空腔的頂端設(shè)置有磁流變彈性體1，在內(nèi)部圓柱形導(dǎo)磁體3上繞有勵(lì)磁線圈4，本實(shí)施例采用剪切工作模式，磁流變彈性體、導(dǎo)磁體、勵(lì)磁線圈構(gòu)成變剛度裝置。
[0030]所述的變摩擦