一种新型磁流变液阻尼器技术领域
本发明属于阻尼器及智能材料领域，尤其涉及一种磁流变液剪切模式和磁流变液
构成的新型磁流变液阻尼器。
背景技术
振动会引起一系列问题，比如振动引起机械零部件或结构的疲劳损坏，甚至松脱
断裂失效，直接或间接造成设备事故。鉴于此在航天航空、船舶海洋、汽车等行业中已使用
各种各样的阻尼器来减振消能。
磁流变液是一类场致流变的智能材料，在磁场作用下能够快速、可逆地由流动性
良好的牛顿流体转变为高黏度、低流动性的Bingham弹塑性体的智能材料。磁流变液能够随
着外部磁场的变化快速地改变自身状态，从而使整个悬浮液体的屈服应力和表现粘度发生
2-3个数量级的变化。磁流变液材料随着磁场变化不仅可以改变阻尼、弹性模量，还能够改
变对弹性波的阻抗，这引起了相关学者的兴趣，将其应用到可调节的分层结构中构成磁流
变液阻尼器。
目前发明使用的磁流变阻尼器，大部分都是属于活塞孔隙流动模式，这种磁流变
阻尼器因阻尼力可调范围窄、磁场作用区域小、磁流变液利用率低等缺点，使得所能提供的
阻尼力范围有限，而分层结构能够充分利用磁流变液，不断构成硬层-软层-硬层结构，硬层
依靠剪切力减振，软层依靠阻尼孔流动减振，两者结构可实现更优异的减振效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型磁流变液阻尼器。
本发明的目的是这样实现的：
一种新型磁流变液阻尼器，一部分由电磁铁组和蓄能器组周期布置，另一部分由
外部控制系统构成，磁流变液阻抗根据外部环境由电磁铁施加磁场调整所述的磁流变液阻
尼器包括工作缸、活塞组件、蓄能组，电磁铁组；活塞组件包括空心活塞杆，同轴装在空心活
塞杆上的活塞导向器，活塞头与空心活塞杆固定连结；工作缸包括缸筒、上封盖，缸筒内充
满磁流变液；活塞导向器内部开有数个流通孔，活塞导向器由锁紧垫片固定；缸筒侧边开孔
与若干外部蓄能器相连，蓄能器内部装有滑动活塞，滑动活塞将蓄能器腔体分为左右腔体
两部分，腔体内装有弹簧；缸筒外壁设计成带有多对凸肩结构，凸肩与电磁铁凹槽配合安
装；工作腔外部布置了多层电磁铁，构成电磁铁组，每个电磁铁纵向间隔相等距离布置；活
塞头和电磁铁组为磁导率高的材料做成，缸筒为不导磁的铝材料。
本发明的有益效果在于：
在不加电流作用下或控制系统故障时，磁流变液阻尼器变成传统的阻尼器，同样
具有一定的阻尼力可起到减振作用。本磁流变液阻尼器不仅从磁流变液剪切阻尼力角度减
振，利用磁流变液在磁场作用下产生流变特性，其阻尼力可以在毫秒级时间里瞬间增大，阻
碍活塞运动起到减振效果。还利用阻尼孔两端压力差配合蓄能器缓冲振动。阻尼器采用外
置蓄能器，以缩短阻尼器长度，可用于船舶等内部狭小空间。
附图说明
图1是磁流变液阻尼器的结构示意图；
图2是外置电磁铁俯视图；
图3是磁流变液阻尼器中的励磁线圈两端加载电流时内部形成的工作磁路示意
图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步描述。
一种基于磁流变液材料的新型智能阻尼器，其特征在于：所述的磁流变液阻尼器
包括工作缸、活塞组件、蓄能组，电磁铁组。活塞组件包括空心活塞杆、同轴装在空心活塞杆
上的活塞导向器，活塞头，活塞头与空心活塞杆固定连结；工作缸包括缸筒、上封盖；缸筒内
充满磁流变液；活塞导向器内部开有数个流通孔，活塞导向器由锁紧垫片固定；缸筒侧边开
孔与若干外部蓄能器相连，蓄能器内部装有滑动活塞，滑动活塞将蓄能器腔体分为左右腔
体两部分，腔体内装有弹簧；缸筒外壁设计成带有多对凸肩结构，凸肩与电磁铁凹槽配合安
装；工作腔外部布置了多层电磁铁，构成电磁铁组，每个电磁铁纵向间隔相等距离(间隔距
离等于电磁铁厚度)布置；活塞头和电磁铁组为磁导率高的材料做成；缸筒为不导磁的铝材
料；
活塞的连接杆固定有活塞导向器，活塞导向器外圆安装有支撑环，以确保活塞平
稳运动以及阻尼通道的均匀。活塞导向器内部设计均匀分布的磁流变液流通孔，在流通孔
通道入口处为圆角，以减少磁流变液在通道中的紊流现象。电磁铁组上缠绕的励磁线圈数
量根据需要设计。
工作缸外部设计的蓄能器组目的是缩短阻尼器的长度。蓄能器上工作腔装有弹
簧，蓄能器的作用是在阻尼器压缩过程中，对负载质量起到缓冲作用和对阻尼器体积补偿
作用。
磁流变液阻尼器的控制部分由加速度传感器、控制器、直流稳压电源构成，可实现
根据外界的振动自动调节各励磁线圈通入电流大小，使得磁流变液阻尼器具有自适应性。
下面参照图1、图3进一步描述磁流变液阻尼器。
图中序号代表的零件名称：
(1)活塞杆(2)上封盖(3)密封圈(4)工作缸筒(5)支撑环(6)活塞头(7)弹簧(8)蓄
能器(9)磁流变液(10)锁紧垫片(11)活塞导向器(12)导流口(13)电磁铁(14)螺线管线圈
(15)振动信号传感器(16)控制器(17)直流电源
图1是磁流变液阻尼器的结构示意图。一种基于磁流变液材料分层阻尼器，其特征
在于：所述的磁流变液阻尼器是由工作腔及外部控制系统两部分组成。工作腔包括活塞组
件、外部蓄能器组和外部电磁铁组构成；控制系统部分包括传感器、控制器、直流电源。
当活塞杆上下运动时，外部传感器将检测到的加速度信号传给控制器，控制器经
过振动分析，按照所需要的减振需求产生控制信号，并将控制信号传递到直流稳压电源上，
直流稳压电源根据控制信号分别决定施加到工作腔外部电磁极组线圈的电流大小，工作腔
中的磁流变液受磁场作用产生流变效应，其阻尼力瞬时大幅增加，阻碍活塞杆运动，一部分
磁流变液通过上阻尼孔流出，另一部分磁流变液经过下阻尼孔流入外部蓄能器。
图2是磁流变液阻尼器中的励磁线圈两端加载电流时内部形成的工作磁路示意
图。当螺线管线圈通入电流时，磁场沿着导磁体穿过工作腔，磁力线经过活塞头，形成磁场
回路。