可控粘滞性阻尼器.pdf

本发明涉及一种阻尼力可以调整、可以利用振源信号做反馈控制的可控粘滞性阻尼器。本发明的可控粘滞性阻尼器，包括带有圆柱形内腔的缸体、活塞杆、至少两个叶片，缸体由活塞分为两个封闭腔，封闭腔内充满粘性液体，其特别之处在于：所述的叶片为径向开有螺旋槽的平板式圆片；叶片正反交替叠加在活塞杆上，形成两组叶片组，一组叶片为不可转动的叶片，另一组叶片为可转动叶片。本发明的阻尼力可以方便调整；可以利用振源做反馈控制，并具有灵敏度较高、制作及安装简单方便、经久耐用的优点。

1.  一种可控粘滞性阻尼器，包括带有圆柱形内腔的缸体、活塞杆、至少两个叶片，缸体由活塞分为两个封闭腔，封闭腔内充满粘性液体，其特征在于：所述的叶片为径向开有螺旋槽的平板式圆片；叶片正反交替叠加在活塞杆上，形成两组叶片组，一组叶片为不可转动的叶片，另一组叶片为可转动叶片。

2.  根据权利要求1所述的可控粘滞性阻尼器，其特征在于：所述的活塞杆由空心杆和实心杆组成，实心杆位于空心杆的内腔内，空心杆上有纵向开槽，实心杆上有纵向凹槽；可转动叶片插在实心杆的凹槽内，不可转动叶片固定在空心杆上。

可控粘滞性阻尼器
(一)所属技术领域
本发明属于阻尼器的技术领域，特别涉及一种阻尼力可以调整、可以利用振源信号做反馈控制的可控粘滞性阻尼器。
(二)背景技术
无论是机械设备还是在建筑或海洋平台结构中，过大的振动要么会使设备功能丧失，要么会使结构破坏。因此，振动控制在机械和结构设计中至关重要。在机械和结构的动态设计和可靠性设计中尤其如此。振动控制主要对结构施加控制机构(系统)，由控制机构与结构共同作用，减少振动能量的相互传递，避免振动的耦合放大和共振的产生，有效防止机械设备和结构的破坏。机械设备和结构振动控制可分为被动控制、主动控制、半主动控制和混合控制四种类型。
在上述四种控制技术中，主动控制的效果最好，但由于需要外加较大的能源，加之控制装置的控制算法比较复杂，因此其应用程度少于其它三种控制技术；被动控制造价低廉，减振效果良好，容易实现，目前发展最快，应用最广；半主动控制介于主动控制和被动控制之间，其控制精确度较高，造价较主动控制低廉，而且不需要较大的动力源，因此具有广阔的应用和发展前景；混合控制综合了某几种控制方法的优点，因此其具有较好的控制效果，发展前景较为广阔。在被动、半主动和混合振动控制技术中，耗能振动控制方法的选取至关重要。耗能减振控制是把机械设备或结构物中的某些构件设计成耗能部件或在结构物的某些部位装设阻尼器，消耗设备或结构振动时的能量，达到减小振动的目的。目前研究开发的耗能装置和阻尼器种类较多，归纳起来主要有：金属阻尼器、摩擦阻尼器、粘滞阻尼器、粘弹性阻尼器和复合型阻尼器。
粘滞阻尼器一般是由缸体、活塞和流体组成，活塞在缸筒内可作往复运动，活塞上有适量小孔，筒内盛满流体，当活塞与简体间产生相对运动时，流体从活塞上的小孔内通过，对活塞与筒体间的相对运动产生阻尼，从而耗散运动能量，减小结构的振动反应。粘滞阻尼器活塞上孔的数目和筒内流体的体积，可根据阻尼器所需提供的阻尼力来确定。流体可为硅油或其它粘性流体。粘滞阻尼器能提供较大的阻尼，有效地减小结构的振动，同时阻尼器产生的阻尼力与结构的位移反应和柱中弯矩异相，因此该阻尼器在减小结构层间位移和剪力的同时，不会在柱中产生与柱弯距同相的轴力。粘滞阻尼器受激励频率影响较小。但是，现有粘滞阻尼器有如下缺点：一是粘滞阻尼器的加工制作较难，粘滞流体易发生渗漏；二是活塞上的小孔孔径不可调整，当阻尼器内流体的粘度受温度影响下降后，阻尼器耗能能力也随之下降。三是如果没有外加能源的协助不能利用振源信号实现反馈控制。
(三)发明内容
本发明为了克服以上技术的不足，提供了一种阻尼力可以调整、可以利用振源信号做反馈控制的可控粘滞性阻尼器。
本发明是通过以下措施来实现的：
本发明的可控粘滞性阻尼器，包括带有圆柱形内腔的缸体、活塞杆、至少两个叶片，缸体由活塞分为两个封闭腔，封闭腔内充满粘性液体，其特别之处在于：所述的叶片为径向开有螺旋槽的平板式圆片；叶片正反交替叠加在活塞杆上，形成两组叶片组，一组叶片为不可转动的叶片，另一组叶片为可转动叶片。
本发明的可控粘滞性阻尼器，其进一步的改进是，所述的活塞杆由空心杆和实心杆组成，实心杆位于空心杆的内腔内，空心杆上有纵向开槽，实心杆上有纵向凹槽；可转动叶片插在实心杆的凹槽内，不可转动叶片固定在空心杆上。
本发明的工作原理为：由不可转动叶片和可转动叶片组成的两个叶片组叠加重合形成的活塞整体可以在缸体内沿轴线方向往复运动。活塞与缸体组成的两个封闭腔内充满粘性液体。由于每个活塞叶片上都有径向螺旋槽，每组重合的活塞叶片都会形成一个狭长通道。两组叶片交错布置，就可以在两个叶片组之间形成多个多边形狭长小孔，连接活塞缸体的两个封闭腔，流体可以从这个通道内流动。阻尼器工作时，活塞杆与振动机械或设备连接，振动能量通过活塞杆传递给活塞，使其产生运动。活塞的运动造成活塞缸两侧封闭腔内有压力差，迫使流体运动，由于粘滞摩擦力的存在，流体流过狭长的多边形小孔会产生阻尼，从而耗散振动能量。
由于本发明的一组叶片可以转动，可以根据不同的振动源，不同的使用条件，不同的环境条件，调整两个叶片组的相对位置，使形成通道的水力半径不同，从而产生不同的阻尼力。叶片的转动可以利用振源振幅来控制，即利用振源信号反馈控制。
本发明的有益效果是，阻尼力可以方便调整；可以利用振源做反馈控制，并具有灵敏度较高、制作及安装简单方便、经久耐用的优点。
(四)附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作具体的说明。
图1为本发明的剖面结构示意图
图2为图1地右剖图
图3为叶片5的结构示意图
图4为叶片6的结构示意图
图中，1缸体、2活塞杆、3螺母、4盖板、5、6叶片，201空心杆，202实心杆，203凹槽，204开槽
(五)具体实施方式
图1-图4为本实施例的具体结构图。可控粘滞阻尼器由缸体1、活塞杆2、螺母3、盖板4、活塞叶片5、6组成。叶片5、叶片6成组、多片叠加使用，左右两端的螺母3和盖板4将其固定成在活塞杆2上。其中，叶片6组成的一组叶片组与缸体不发生相对转动。叶片5组成的一组叶片组与缸体可以通过机构调整，使其产生相对转动。两个叶片组组成的活塞整体可以在缸体内沿轴线方向往复运动。活塞与缸体组成的两个封闭腔内充满粘性液体。
上述的活塞杆2由空心杆201和实心杆202组成。其中，空心杆201上有两条相对的纵向开槽204，实心杆202上有两条相对的纵向凹槽203，开槽204的宽度大于凹槽203的宽度。可转动叶片5就通过空心杆201上的开槽204插进实心杆202的凹槽203内。不可转动叶片6跟空心杆201直接接触，并固定在空心杆201上。转动实心杆202，使其与空心杆201产生相当扭转位移，从而带动叶片5相对叶片6转动，达到改变由叶片5、6叠加所组成的孔径的目的。