本发明涉及一种工程结构振动控制技术，具体说就是一种磁流变阻尼器。
背景技术：
磁流变体阻尼器是一种以智能材料磁流变体为工作介质的半主动控制阻尼器，通过对输入电流或电压的控制，使其加载在磁流变体上的电磁场强度发生改变，进而可以在几十毫秒时间范围内使磁流变体的流变性能发生变化，从而能够提供可控阻尼和刚度。磁流变阻尼器具有毫秒级响应速度、大控制范围和大阻尼力输出的特点，已成为工业应用领域优秀的半主动执行器件。目前，磁流变阻尼器已在建筑物及桥梁的减振抗震系统、铁路机车车辆及汽车悬架系统的减振等方面得到广泛应用。
根据磁流变液体的受力状态和流动特点的不同，磁流变阻尼器主要分为阀式、剪切式、挤压流动式和剪切阀式，其中剪切阀式模式因其结构形式简单、出力大而常应用于直动式磁流变阻尼器上。而剪切式常应用于旋转式磁流变阻尼器上。
磁流变阻尼器的最大出力跟阻尼通道的有效长度成正比，当阻尼通道总长度一定时，有效长度越大，磁流变阻尼器的最大出力就越大。然而，传统剪切阀式磁流变阻尼器在活塞上开设凹槽，凹槽内缠绕励磁线圈，由于感应线圈中导线直径及匝数的限制，凹槽通常占活塞全长的1/2以上，由于缠绕励磁线圈凹槽部分的阻尼通道无磁场，因此为无效长度，不仅增大了阻尼器的体积和重量，而且降低了磁流变阻尼器的最大出力，最大出力损失约为50％。
技术实现要素：
本发明针对磁流变阻尼器工作模式单一和结构上有效阻尼通道长度的不足的问题，提出一种磁流变阻尼器复合工作模式大出力的方法及阻尼器。
本发明的技术方案为：
一种磁流变阻尼器复合工作模式大出力的方法，阻尼器活塞杆上设有丝杠螺纹，所述丝杠螺纹与缸体上的滚珠螺母副配合；当活塞杆在外载荷作用下相对缸体做直线运动时，滚珠螺母副使得活塞杆产生绕自身轴线的旋转运动，同时带动活塞产生相对缸体的直线运动和绕自身轴线的旋转运动，活塞需要克服轴向和周向的双重阻尼，复合了两种磁流变阻尼器两种典型工作模式；活塞的外周表面设有滞磁圈，增加了阻尼通道的有效工作长度；从以上两方面实现阻尼力的高效输出。
本发明进一步公开了一种实现所述方法的磁流变阻尼器，包括连接头端盖、连接头体、丝杠活塞、端盖、磁流变液、缸壁、滞磁环、感应线圈、活塞、密封圈、滚珠螺母副、轴承、固定螺母和有效阻尼通道；缸体充满磁流变液，活塞杆的两端伸出缸体；活塞杆上设置有活塞，活塞杆在缸体内滑动，活塞设有环状凹槽，凹槽里缠绕感应线圈，感应线圈上接有导线；连接头体固定在连接头端盖上，连接头体上固定轴承；丝杠活塞的两端固定在所述轴承上；丝杠活塞的中间位置设置螺旋状丝杠，所述丝杠与固定在端盖上的滚珠螺母副配合；所述活塞的径向外侧设置滞磁环。
端盖与丝杠活塞的螺旋状丝杠间设置密封圈。
丝杠活塞的两端通过固定螺母固定在所述轴承的内圈上。
本发明与现有技术相比，其有益效果如下：
1、本发明实现了两种典型工作模式的复合，利用集成在阻尼器上的滚珠丝杠副装置，使活塞杆与缸体进行相对直线运动的同时，带动活塞进行相对缸体的直线运动和绕自身轴线的旋转运动。既实现了剪切阀式工作模式又实现了剪切式工作模式，同等尺寸结构下提供更大的阻尼出力。
2、本发明实现了复合磁路优化，通过设置磁滞材料来优化磁场结构，同时增加了复合的两种工作模式下的有效阻尼通道长度，带来更大的阻尼器出力潜力。
3、本发明结构简单可靠，相对于传统的剪切阀式磁流变阻尼器，仅需要附加滚珠丝杠装置和滞磁环，有利于在已有的设计基础上进行改造，减小了制造成本。
附图说明
图1为本发明结构图。
图2为磁流变阻尼器基本工作模式原理图。
图3为本发明复合工作模式示意图。
图4(a)为传统磁路示意图；
图4(b)为本发明磁路优化示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。如图1所示，本发明包括连接头端盖1、连接头体2、丝杠活塞杆3、端盖4、磁流变液5、缸壁6、滞磁环7、感应线圈8、活塞9、密封圈10、滚珠螺母副11、轴承12、固定螺母13和有效阻尼通道14；缸体充满磁流变液5，活塞杆5的两端伸出缸体；丝杆活塞杆3上设置有活塞9，在缸体内滑动，活塞9设有环状凹槽，凹槽里缠绕感应线圈8，感应线圈8上接有导线。为避免丝杠活塞杆3自转带来的影响，阻尼器两端设置了由连接头端盖1、连接头体2和轴承12的连接装置；连接头体固定在连接头端盖上，连接头体上固定轴承；丝杠活塞的两端固定在所述轴承上；丝杠活塞的中间位置设置螺旋状丝杠，所述丝杠与固定在端盖上的滚珠螺母副配合；所述活塞的径向外侧设置滞磁环。
本发明的工作原理:
如图2所示，磁流变阻尼器的基本工作模式分为阀式、剪切式、剪切阀式和挤压式四种。阀式模式，磁流变液从相对静止的上下极板流过，外磁场垂直于磁流变液的流动方向，阻碍其流动，由此产生阻尼力。剪切模式，上下极板发生相对平行运动，带动极板间的磁流变液发生剪切运动。外磁场垂直于上下极板，阻碍其剪切变形由此产生阻尼力。挤压模式，上下极板发生相对运动，挤压两极板间的磁流变液，外磁场垂直于上下极板，阻碍其挤压下的向四周流动，产生阻尼力。剪切阀式，上下极板发生相对平行的运动，同时极板间的磁流变液也沿极板平行方向运动，外加磁场垂直于上下极板。剪切阀式工作模式是阀式和剪切式的混合模式。
如图3所示，活塞外侧面与缸壁的内测面可视为平行的上下极板，构成了阻尼器的阻尼通道，感应线圈产生的磁感应线径向分布在活塞及缸体上，垂直穿过活塞外侧面与缸壁内侧面，当活塞杆相对缸体运动时，受压缩的腔体里的磁流变液会流过活塞外侧面与缸壁内侧面构成的阀式通道，同时活塞外侧面与缸壁内侧面发生沿轴线的相对直线运动，使磁流变液受到轴向的剪切，实现了剪切阀式工作模式，同时，滚珠丝杠运动副会使得活塞杆产生绕自身轴线的旋转运动，使活塞相对缸体做绕自身轴线的旋转运动，活塞外侧面与缸壁内侧面发生相对转动，位于其中的磁流变阻尼液受到了圆周向的剪切。实现了周向剪切-轴向剪切-阀式复合工作模式。
如图4(a)所示，由感应线圈产生的磁通从活塞端部流向缸壁，磁感应线分布在阻尼通道内，其中阻尼通道两端的磁感应线分布的较为均匀密集，这部分为有效阻尼通道，而挖槽处上端的阻尼通道无磁通。如图4(b)所示，在活塞的外周表面设有滞磁圈后，挖槽处上端的磁回路被切断，使得磁感应线更多地向缸壁流动，分布地更为合理，增加了有效阻尼通道长度。在相同活塞几何尺寸的条件下，提高了上述复合工作模式阻尼通道的有效长度，以更紧凑的结构实现了更大的阻尼器出力。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细地说明，所属领域的普通技术人员应当理解:技术人员阅读
本技术：
说明书后依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均未脱离本发明申请待批的权利要求保护范围之内。