磁流变液9的泄露。
[0028] 本实施例中的节流通道13形成的狭缝的长度方向为阻尼器轴向，节流通道13形成 的狭缝的宽度方向为阻尼器的径向，节流通道13形成的狭缝间隙尺寸大小的设计与磁场的 设计相关联，节流通道13的间隙尺寸的大小一般在Imm左右，可以通过慢走丝电火花线切割 进行加工，这样既可以保证狭缝的尺寸精度，又可以保证狭缝内侧面的表面质量;整个节流 通道13长度上都有均匀的磁力线分布，因此磁流变液9在整个节流通道区域内都可以产生 磁流变效应，称为全节流通道有效。对于线圈6的安装，相同结构尺寸的多个线圈6安置于 缸体8上的铁芯21上并沿阻尼器的周向和轴向规则分布，例如：同一水平面内设置的四个线 圈6构成一层，阻尼器需要的线圈6层数跟阻尼器的行程要求和磁场分布有关，可以是单层 或者多层结构。同一层上四个线圈6的绕向和连接方式需要保证每个线圈6产生的磁力线方 向相同，即在节流通道13产生的磁通量相互叠加，以使磁流变液9获得最大的磁流变效应； 不同层线圈6的绕向和通电方向同样需要保证不同层相邻线圈6产生的磁力线方向相同。不 同的单个线圈6之间可以采用串联或者并联方式，串联方式实现简单，但是线圈6磁化时间 增大，不利于阻尼器控制;采用并联方式可以提高阻尼器响应速度，有利于高速冲击缓冲控 制。线圈6与外部驱动电源相连，当线圈6中通电时，会在节流通道13内产生垂直于磁流变液 9流动方向的磁力线，磁流变液9在垂直于流动方向的磁场的作用下会产生最强的磁流变效 应。线圈6安置于阻尼器的外部，保证制作和更换的方便;线圈6外置不与磁流变液直接接 触，可以防止线圈6通电后产生的热量直接加热磁流变液9而造成阻尼器工作的不稳定。 [0029]进一步的，所述第一端板3上还设置有蓄能器20,所述蓄能器20与所述内筒19连 通，所述蓄能器20中充满惰性气体。具体的，蓄能器20中充满高压惰性气体并穿过第一端盖 3与磁流变液9直接连通，可以补偿少量泄露或者热胀冷缩造成的磁流变液9体积变化。此 外，蓄能器20压力的存在可以防止磁流变液9反复流动和升温过程中可能发生的溶解气体 析出。活塞17安装在活塞杆2上，活塞杆2的两端部位于活塞17的两侧，所述第二端盖10上还 开设有第二密封孔，活塞杆2的一端部插在所述第一密封孔中，另一端部插在所述第二密封 孔中，活塞杆2的一端部上设置有关节轴承1，所述第二端盖上固定设置有套筒11，活塞杆2 另一端部插在所述套筒11中，所述套筒11上也设置有关节轴承1，通过关节轴承1便于本实 施例抗冲击磁流变阻尼器与外部设备连接使用。如图7所示，第一端盖3上的关节轴承1与对 应的所述活塞杆2之间还设置有力传感器23，而所述套筒11中还设置有位移传感器24，所 述活塞杆2的另一端部设置有与所述位移传感器24配合的动铁芯26。具体的，在关节轴承1 和活塞杆2之间串联一个力传感器23,用于检测阻尼器的输出力的大小;在活塞杆2与套筒 11之间安置一个位移传感器24,用于测量活塞杆2与缸体8之间的相对位移，检测到的输出 力和相对位移信号，作为后续冲击缓冲控制的输入信号。如图5所述，为了提高散热能力，缸 体8外设置有散热片22;如图6所示，缸体8可以根据需要加长，同时线圈6的层数相应增加， 这样使阻尼器的行程更大，适用于大行程的振动控制或者冲击缓冲应用场合。
[0030]本发明涉及的抗冲击磁流变阻尼器的磁流变液9工作于流动模式下，线圈6中通电 的条件下，其阻尼力包含三部分：由磁流变液9的流动产生的黏性阻尼力Fn，由磁流变液9发 生磁流变效应产生的可控阻尼力（库伦阻尼力)F T，和活塞杆、活塞的动密封产生的摩擦阻 尼力Ff。其中，黏性阻尼力简要计算公式为：
，可控阻尼力简要计算公式为：
,各参数的定义如下:D为内筒19内径，即活塞17外径;d为活塞杆2直径;h为节流 通道13的狭缝尺寸大小;V为节流通道13的宽度;w为总的节流通道宽度;1为节流通道13长 度;AP为有效活塞面积，Ji(D2-d2)/2;V P为活塞17相对缸体8的运动速度;Vo为节流通道13内磁 流变液9的流动速度;η为磁流变液9屈服后的黏度；为磁流变液9磁场作用下的剪切屈服 强度；由磁流变液体积守恒，即活塞17推动磁流变液9的体积等于流过节流通道磁流变液9 的体积，则有 :APVP = hWVQ。由上式可知，在活塞17有效面积4[)和活塞17相对速度V P-定的情 况下，节流通道13截面面积hw越大，则磁流变液9的流速Vo越小，对应的黏性阻尼力就越小， 而可控阻尼力不受影响，因为其数值与磁流变液9的流速Vo无关。由于节流通道13的狭缝尺 寸大小h与磁场的设计密切相关，不能单独任意设计。要增大截面面积hw，就需要尽可能增 加节流通道的总宽度w。而现有抗冲击磁流变阻尼器中，总的节流通道宽度w往往与阻尼器 的结构尺寸相互关联而无法根据需要进行设计。优选的，多条节流通道13在缸体8周向上呈 放射状分布，大大增加了总的节流通道宽度w。因此，抗冲击磁流变阻尼器可以显著降低节 流通道13内磁流变液9的流速Vo,从而降低不可控的黏性阻尼力Fn的大小，在保持可控阻尼 力^和摩擦阻尼力Ff大小不变的情况下，可控阻尼力占整个阻尼器阻尼力的比重λ显著提 高，而更高的可控阻尼力占比λ正是高速冲击缓冲控制的关键。
[0031]最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制;尽管 参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可 以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换； 而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和 范围。
【主权项】
1. 一种抗冲击磁流变阻尼器，其特征在于，包括:缸体、活塞、线圈、第一端盖和第二端 盖，所述缸体的内部形成有内筒，所述缸体的外周壁沿所述缸体的轴线方向形成有多条外 凸的凸条，所述凸条的两端部之间形成有多条节流通道，每条所述节流通道的两端口分别 与所述内筒连通，相邻两条所述凸条之间形成安装槽，并且，相邻两条所述凸条之间还形成 有铁芯，每个所述铁芯上设置有线圈，所述铁芯和所述线圈位于所述安装槽中；所述第一端 盖密封住所述缸体的一端口，所述第二端盖密封住所述缸体的另一端口，所述第一端盖和 所述第二端盖遮盖住所述内筒和所述节流通道，所述第一端盖上开设有第一密封孔，所述 活塞滑动设置在所述内筒中，所述活塞的活塞杆插在所述第一密封孔中，所述内筒和所述 节流通道中填充有磁流变液。2. 根据权利要求1所述的抗冲击磁流变阻尼器，其特征在于，所述凸条的两端部之间形 成有多条所述节流通道呈放射状分布。3. 根据权利要求1所述的抗冲击磁流变阻尼器，其特征在于，相邻两条所述凸条之间沿 所述缸体的轴线方向形成有多条所述铁芯。4. 根据权利要求1所述的抗冲击磁流变阻尼器，其特征在于，多个所述线圈串联设置； 或者，多个所述线圈并联设置。5. 根据权利要求1所述的抗冲击磁流变阻尼器，其特征在于，所述第一端板上还设置有 蓄能器，所述蓄能器与所述内筒连通，所述蓄能器中充满惰性气体。6. 根据权利要求1所述的抗冲击磁流变阻尼器，其特征在于，所述活塞杆贯穿所述活 塞，所述第二端盖上还开设有第二密封孔，所述活塞杆的一端部插在所述第一密封孔中，所 述活塞杆的另一端部插在所述第二密封孔中。7. 根据权利要求6所述的抗冲击磁流变阻尼器，其特征在于，所述活塞杆的一端部设置 有第一关节轴承，所述第二端盖上固定设置有套筒，所述活塞杆的另一端部还插在所述套 筒中，所述套筒上还设置有第二关节轴承。8. 根据权利要求7所述的抗冲击磁流变阻尼器，其特征在于，所述第一关节轴承与所述 活塞杆之间还设置有力传感器。9. 根据权利要求6所述的抗冲击磁流变阻尼器，其特征在于，所述套筒中还设置有位移 传感器，所述活塞杆的另一端部设置有与所述位移传感器配合的动铁芯。10. 根据权利要求1所述的抗冲击磁流变阻尼器，其特征在于，所述缸体外设置有散热 片。
【专利摘要】本发明提供一种抗冲击磁流变阻尼器，包括：缸体、活塞、线圈、第一端盖和第二端盖，缸体的内部形成有内筒，缸体的外周壁沿缸体的轴线方向形成有多条外凸的凸条，凸条的两端部之间形成有多条节流通道，每条节流通道的两端口分别与内筒连通，每个铁芯上设置有线圈，铁芯和线圈位于安装槽中；第一端盖密封住缸体的一端口，第二端盖密封住缸体的另一端口，第一端盖和第二端盖遮盖住内筒和节流通道，第一端盖上开设有第一密封孔，活塞滑动设置在内筒中，活塞的活塞杆插在第一密封孔中，内筒和节流通道中填充有磁流变液。实现提高抗冲击磁流变阻尼器在高速冲击下的缓冲性能，以扩大抗冲击磁流变阻尼器的应用范围。
【IPC分类】F16F9/19, F16F9/32
【公开号】CN105508494
【申请号】CN201511011227
【发明人】王强, 张保成, 张开升, 于喆昌
【申请人】中国海洋大学
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年12月30日