專利名稱：雙出桿泡沫金屬磁流變液阻尼器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種阻尼器，尤其是一種磁流變液阻尼器。
背景技術：
磁流變液主要由載液、磁性顆粒及添加劑三部分組成，沒有外加磁場作用時，該磁性液體表現(xiàn)為低粘度的牛頓流體特性，一旦加入外加磁場，將呈現(xiàn)為高粘度的半固體狀態(tài)。磁流變液阻尼器(MR damper)是一種以磁流變液為工作液的阻尼可調器件，磁流變液阻尼器的力學特性可以由外加磁場連續(xù)控制。由于磁流變液阻尼器具有可調范圍寬、響應速度快、功耗低、結構簡單等優(yōu)點，在土木工程及振動控制領域具有廣泛的應用前景。然而，近年來，在實際工程應用中，磁流變液阻尼器技術還存在一些不足之處，主要表現(xiàn)在以下幾個方面1.磁流變液阻尼器價格昂貴；2、密封困難；3、使用壽命短。傳統(tǒng)的磁流變液阻尼器工作缸內部需要完全充滿磁流變液，用量大，成本高；而且容易產生泄漏問題，從而需要設計很好的密封結構，進一步加大了其成本。同時，由于活塞往復運動而使得磁流變液中的大量磁性固體顆粒進入到活塞桿與密封結構之間的間隙，從而進一步對阻尼器的密封結構造成了破壞，影響了磁流變液阻尼器的壽命和性能。多孔材料是20世紀發(fā)展起來的嶄新材料體系，它是一種由相互貫通或封閉的孔洞構成網絡結構的材料，孔洞的邊界或表明由支柱或平板構成，具有相對密度低、比強度高、比表面積高、重量輕、滲透性好等優(yōu)點，主要包括多孔金屬材料，如泡沫金屬、燒結金屬等，和多孔非金屬材料，如海綿、泡沫塑料、多孔玻璃等。正因為多孔材料有如此多的優(yōu)點，為解決以上所述磁流變阻尼器技術的不足，有學者嘗試將多孔材料應用于磁流變阻尼器，例如文獻[Carlson J. D, M. R. Jolly. MRfluid, foam and elastomer devices, 2000, Mechatronics]中提到了一種多孔海綿磁流變液阻尼器。這種設計的特點是將充滿磁流變液的多孔海綿纏繞在裝有電磁極的導磁鋼軸上，在軸的一端形成活塞，可以在導磁缸筒內部沿軸向自由運動，由活塞和導磁鋼筒提供磁力線通道。在毛細管力的作用下，磁流變液存儲在多孔海綿的孔隙中，避免了泄露，不需要密封，而且減少了磁流變液的用量。但由于多孔海綿的硬度比較低，在多孔海綿磁流變液阻尼器工作的過程中會嚴重磨損多孔海綿，影響了使用壽命；而且多孔海綿容易變形，從而所產生的阻尼力也很難控制，因此，將多孔海綿應用于磁流變阻尼器的技術還有待進一步提聞。

發(fā)明內容
本發(fā)明為了解決傳統(tǒng)的磁流變液阻尼器成本高、密封難以及使用壽命短的技術問題，同時克服多孔海綿磁流變液阻尼器中采用多孔海綿時所帶來的缺陷，而提供一種雙出桿泡沫金屬磁流變液阻尼器，該阻尼器不僅成本低，而且經濟實用。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案是一種雙出桿泡沫金屬磁流變液阻尼器，包 括前端蓋、后端蓋、活塞、工作缸，其特點是工作缸內壁貼有充滿磁流變液的泡沫金屬，工作缸兩端分別固定連接前端蓋和后端蓋，工作缸內配合連接有活塞，活塞兩端的活塞桿分別從前端蓋和后端蓋伸出，活塞兩軸肩之間繞有勵磁線圈，勵磁線圈通過穿過活塞一端中間部分中心孔的通電導線與外加控制電源連接，用于勵磁線圈的通電。工作缸壁上開且一個用于補充磁流變液小孔，小孔內設有一個防止磁流變液泄露的密封件。前、后端蓋由低導磁材料制成，活塞為圓柱形，內開有中心孔，工作缸為圓筒形，活塞和工作缸均由高導磁性材料鋼制作。本發(fā)明的有益效果是
本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有如下顯而易見的突出實質性特點和顯著優(yōu)點由于本發(fā)明中采用泡沫金屬存儲磁流變液，與傳統(tǒng)磁流變液阻尼器相比，不需要密封結構，結構簡單，而且所需磁流變液量大量減少，極大程度上降低了成本，而且也減少了傳統(tǒng)阻尼器在密封間隙處的磨損，延長了使用壽命；同時，與多孔海綿相比，泡沫金屬具備強度大、耐磨損、磁導率可調等極大優(yōu)勢，也可以產生明顯的磁流變效應，因此也具有很好的應用前景。


圖I是本發(fā)明的結構示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例結合附圖詳述如下
參見圖1，本發(fā)明的雙出桿泡沫金屬磁流變阻尼器，主要包括前端蓋I、后端蓋7、泡沫金屬4、活塞6，工作缸3，勵磁線圈5，通電導線9，控制電源10等。工作缸3內壁貼有充滿磁流變液的泡沫金屬4，工作缸3兩端分別固定連接前端蓋I和后端蓋7，工作缸3內配合連接有活塞6，活塞6兩端的活塞桿分別從前端蓋I和后端蓋7伸出，活塞6兩軸肩之間繞有勵磁線圈5，勵磁線圈5通過穿過活塞6 —端中間部分中心孔8的通電導線9與外加控制電源10連接，用于勵磁線圈5的通電。前、后端蓋1，7采用低導磁材料，活塞6為階梯式的圓柱形，工作缸3為圓筒形，活塞6和工作缸3均由高導磁性材料制作，如20號鋼等；圓筒形工作缸3內壁貼有充滿磁流變液的泡沫金屬4，活塞6的兩端分別從端蓋I和端蓋7伸出；工作缸3壁上開一小孔2用于補充磁流變液，并用密封件對小孔2進行密封防止磁流變液泄露；工作缸3與前、后端蓋1，7之間由四個普通螺栓固定，活塞6—端加工有中心孔8，位于中心孔內的通電導線9 一端連接勵磁線圈5，一端連接外加控制電源10，勵磁線圈5為銅線圈，采用直徑為Imm的銅導線繞制而成。本發(fā)明的工作原理如下首先將泡沫金屬4抽出真空，然后其貼在工作缸3內壁，，使磁流變液充滿泡沫金屬4的孔隙。通電之后，活塞兩軸肩之間繞有勵磁線圈5的部分，兩軸肩，縫隙層，充滿磁流變液的泡沫金屬層，工作缸壁形成了一個高磁導通路，磁場大都通過了縫隙層(除端蓋和空氣泄漏)從而達到了磁流變效應的條件。外加磁場作用下，磁流變液從泡沫金屬4的孔隙吸出來后，填充在泡沫金屬4與活塞的間隙，隨著活塞6的往復運動剪切而使磁流變阻尼器將產生阻尼力，產生磁流變效應，而且，所產生的剪切阻尼力的大小會隨著通電導線9中電流的變化而變化；一旦去掉磁場，磁流變液又將流回泡沫金屬4孔隙內部，而不從阻尼器中流出；當然，在這一退磁過程中，可能會出現(xiàn)少量磁流變液并未流回泡沫金屬的孔隙中而導致剪切間隙內存在剩磁效應，但由于該剩磁而產生的剪切阻尼很小，可以忽略不 計。
權利要求
1.一種雙出桿泡沫金屬磁流變液阻尼器，包括前端蓋(I)、后端蓋(7)、活塞(6)、工作缸(3)，其特征在于所述工作缸(3)內壁貼有充滿磁流變液的泡沫金屬(4)，工作缸(3)兩端分別固定連接前端蓋(I)和后端蓋(7 )，工作缸(3 )內配合連接有活塞(6 )，活塞(6 )兩端的活塞桿分別從前端蓋(I)和后端蓋(7)伸出，活塞(6)兩軸肩之間繞有勵磁線圈(5)，勵磁線圈(5)通過穿過活塞(6)—端中間部分中心孔(8)的通電導線(9)與外加控制電源(10)連接，用于勵磁線圈(5)的通電。
2.根據(jù)權利要求I所述的雙出桿泡沫金屬磁流變液阻尼器，其特征在于所述工作缸(3)壁上開且一個用于補充磁流變液小孔(2)，小孔(2)內設有一個防止磁流變液泄露的密封件。
3.根據(jù)權利要求I所述的雙出桿泡沫金屬磁流變液阻尼器，其特征在于所述前、后端蓋(1，7)由低導磁材料制成，活塞(6)為圓柱形，內開有中心孔(8)， 工作缸(3)為圓筒形，活塞(6)和工作缸(3)均由高導磁性材料鋼制作。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種雙出桿泡沫金屬磁流變液阻尼器，工作缸內壁貼充滿磁流變液的泡沫金屬，工作缸兩端分別固定前、后端蓋，工作缸內配合連接有活塞，活塞兩端的活塞桿分別從前端蓋和后端蓋伸出，活塞兩軸肩之間繞有勵磁線圈，勵磁線圈通過穿過活塞一端中間部分中心孔的通電導線與外加控制電源連接，用于勵磁線圈的通電。本發(fā)明采用泡沫金屬存儲磁流變液，與傳統(tǒng)磁流變液阻尼器相比，不需要密封結構，結構簡單，而且所需磁流變液量大量減少，極大程度上降低了成本，而且也減少了傳統(tǒng)阻尼器在密封間隙處的磨損，延長了使用壽命；同時，與多孔海綿相比，泡沫金屬具備強度大、耐磨損、磁導率可調等極大優(yōu)勢，也可以產生明顯的磁流變效應，因此具有很好的應用前景。
文檔編號F16F9/32GK102644691SQ20121015667
公開日2012年8月22日 申請日期2012年5月21日 優(yōu)先權日2012年5月21日
發(fā)明者劉旭輝, 姚行艷, 廖華棟, 李芳 申請人:上海應用技術學院