專利名稱：基于形狀記憶合金補(bǔ)償器的單出桿流體阻尼器的制作方法
基于形狀記憶合金補(bǔ)償器的單出桿流體阻尼器
(一) 技術(shù)領(lǐng)域 本發(fā)明涉及一種減振裝置，具體涉及一種阻尼器。
(二)
背景技術(shù)：
在結(jié)構(gòu)中設(shè)置阻尼耗能元件和吸振系統(tǒng)，耗散結(jié)構(gòu)振動(dòng)的能量，是減輕結(jié)構(gòu)動(dòng)力反映的 一種重要措施。
流體阻尼器是一類重要的阻尼耗能元件，它通過強(qiáng)迫流體通過活塞與缸體的間隙或活塞 上的小孔而產(chǎn)生能量的損耗。
根據(jù)灌注液體的種類不同，流體阻尼器可以分為粘滯流體阻尼器和磁流變液阻尼器。
粘滯流體阻尼器是一類傳統(tǒng)的阻尼器，它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能可靠，但阻尼力不能時(shí)時(shí)調(diào)節(jié)， 主要應(yīng)用于被動(dòng)耗能減振。磁流變液阻尼器是利用磁流變液在磁場(chǎng)作用下的流變特性而設(shè)計(jì) 的一種新型的減振裝置，其阻尼力可迅速連續(xù)順逆可調(diào)，可實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)振動(dòng)的智能化控制。與 粘滯流體阻尼器相比，具有更好的控制效果。
根據(jù)活塞桿的數(shù)量，流體阻尼器可以分為單出桿式和雙出桿式。與雙出桿式阻尼器相比， 單出桿式阻尼器結(jié)構(gòu)緊湊，在有限的安裝空間內(nèi)可以提供較大的行程。單出桿流體阻尼器的 一個(gè)重要部件是用于補(bǔ)償活塞桿進(jìn)出缸體造成缸體內(nèi)部的體積差的蓄能器。目前，蓄能器主 要有氣囊式和彈簧式兩種。與氣囊式相比，彈簧蓄能器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、耐久性好 等優(yōu)點(diǎn)。
應(yīng)用普通高強(qiáng)鋼制成的傳統(tǒng)的彈簧蓄能器存在著如下的問題，當(dāng)彈簧的剛度比較小的時(shí) 候，會(huì)造成阻尼力的卸載而降低阻尼器的能耗；當(dāng)彈簧的剛度比較大的時(shí)候，活塞桿的推進(jìn) 會(huì)增大缸體內(nèi)的壓力而造成密封圈的失效。
(三)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種可以補(bǔ)償單出桿流體阻尼器的因活塞桿進(jìn)出缸體而造成的體 積差的補(bǔ)償?shù)幕谛螤钣洃浐辖鹧a(bǔ)償器的單出桿流體阻尼器。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的它包括活塞、缸殼、缸體、形狀記憶合金彈簧、可浮動(dòng)活 塞、密封圈和活塞桿，活塞、缸體、形狀記憶合金彈簧和可浮動(dòng)活塞均設(shè)置在缸殼內(nèi)，形狀 記憶合金彈簧設(shè)置在缸殼底部并連接可浮動(dòng)活塞，密封圈設(shè)置在缸殼上端開口處，活塞桿連 接活塞并穿過密封圈伸出缸殼。
本發(fā)明還有這樣一些技術(shù)特征
1、所述的形狀記憶合金彈簧的材質(zhì)是形狀記憶合金，形狀為螺旋型、鋼片型或扭曲型；
32、 所述的缸體內(nèi)設(shè)置有粘滯流體或磁流變液，對(duì)于粘滯流體，缸體內(nèi)設(shè)置有粘滯流體； 對(duì)于磁流變阻尼器，缸體內(nèi)設(shè)置有磁流變液，且活塞上帶有線圈；
3、 所述的可浮動(dòng)活塞在缸殼內(nèi)能夠上下浮動(dòng)。
本發(fā)明是應(yīng)用具有超彈性特征的形狀記憶合金彈簧來取代傳統(tǒng)的高強(qiáng)鋼材制成的彈簧， 彈簧可以是各種形狀，只要是能夠在阻尼器內(nèi)部產(chǎn)生蓄能的作用即可，包括螺旋型、鋼片型、 扭曲等等；阻尼器可以是磁流變阻尼器，也可以是普通的粘滯流體阻尼器，對(duì)于普通的粘滯 流體阻尼器，活塞上是沒有線圈的；而對(duì)于磁流變液阻尼器，活塞上需要有線圈。
本發(fā)明提供的是一種用于振動(dòng)控制的流體阻尼器，此阻尼器可對(duì)于安裝空間有限的結(jié)構(gòu) 提供較大的壓縮行程，同時(shí)可以補(bǔ)償單出桿流體阻尼器的因活塞桿進(jìn)出缸體而造成的體積差。
(四)


圖1為單出桿磁流變阻尼器結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為形狀記憶合金應(yīng)力一應(yīng)變曲線圖； 圖3為單出桿粘滯流體阻尼器結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明
實(shí)施例1:
結(jié)合圖l，本實(shí)施例包括活塞l、缸殼2、缸體3、形狀記憶合金彈簧4、可浮動(dòng)活塞5、 密封圈6和活塞桿7，活塞l、缸體3、形狀記憶合金彈簧4和可浮動(dòng)活塞5均設(shè)置在缸殼2 內(nèi)，形狀記憶合金彈簧4設(shè)置在缸殼2底部并連接可浮動(dòng)活塞5，密封圈6設(shè)置在缸殼2上 端開口處，活塞桿7連接活塞1并穿過密封圈6伸出缸殼2，活塞l上帶有線圈，缸體3內(nèi) 設(shè)置有磁流變液。
本實(shí)施例的工作過程為
1，當(dāng)活塞l向缸體內(nèi)推進(jìn)時(shí)，壓入缸體內(nèi)的活塞桿7的體積需要通過形狀記憶合金彈簧
4的壓縮來平衡；活塞l推進(jìn)量越大，形狀記憶合金彈簧4產(chǎn)生的壓縮也越大；
2，壓縮彈簧產(chǎn)生的反力會(huì)通過可浮動(dòng)活塞5傳遞到缸體內(nèi)的磁流變液3。當(dāng)磁流變液3 的壓力增加到一定程度的時(shí)候，阻尼器的密封圈6就會(huì)破壞。由于普通高強(qiáng)鋼材制成的彈簧 產(chǎn)生的壓縮反力正比于彈簧的壓縮量，因此，普通高強(qiáng)鋼材制成的彈簧，無法提供較大的壓 縮量，也就是說，阻尼器不能產(chǎn)生較大的壓縮行程；
3，形狀合金具有非常大的彈性，其典型的應(yīng)力應(yīng)變曲線如圖2所示。圖中曲線表明，在 小應(yīng)變下，形狀記憶合金為線性彈性變形。隨著應(yīng)變的增加，形狀記憶合金的應(yīng)力不再增加， 產(chǎn)生類似于塑性的屈服(ab段)，但卸載后，形狀記憶合金卻還可以恢復(fù)到原來的形狀而不產(chǎn)生塑性殘余變形。形狀記憶合金的最大彈性變形量可以達(dá)到8%左右；
4，利用形狀記憶合金制成的彈簧，當(dāng)壓縮量達(dá)到一定數(shù)值以后，合金會(huì)產(chǎn)生類似于塑性 的屈服平臺(tái)(ab段)，此時(shí)，變形量雖然增加，但彈簧反力并不提高。當(dāng)卸載后，形狀記憶 合金并不象普通鋼材那樣殘留變形，而是能夠回復(fù)到原來的形狀。也就是說，形狀記憶合金 彈簧的變形和阻尼力并不成完全的線性關(guān)系。當(dāng)活塞桿拉出后，由于彈簧還處在彈性階段， 彈簧坯能夠回復(fù)自身的形狀。
實(shí)施例2:
結(jié)合圖3，本實(shí)施例包括活塞l、缸殼2、缸體3、形狀記憶合金彈簧4、可浮動(dòng)活塞5、 密封圈6和活塞桿7，活塞l、缸體3、形狀記憶合金彈簧4和可浮動(dòng)活塞5均設(shè)置在缸殼2 內(nèi)，形狀記憶合金彈簧4設(shè)置在缸殼2底部并連接可浮動(dòng)活塞5，密封圈6設(shè)置在缸殼2上 端開口處，活塞桿7連接活塞1并穿過密封圈6伸出缸殼2，缸體3內(nèi)設(shè)置有粘滯流體。
本實(shí)施例的工作過程為
1，當(dāng)活塞l向缸體內(nèi)推進(jìn)時(shí)，壓入缸體內(nèi)的活塞桿7的體積需要通過形狀記憶合金彈簧
4的壓縮來平衡；活塞l推進(jìn)量越大，形狀記憶合金彈簧4產(chǎn)生的壓縮也越大；
2，壓縮彈簧產(chǎn)生的反力會(huì)通過可浮動(dòng)活塞5傳遞到缸體內(nèi)的粘滯流體3。當(dāng)粘滯流體3 的壓力增加到一定程度的時(shí)候，阻尼器的密封圈6就會(huì)破壞。由于普通高強(qiáng)鋼材制成的彈簧 產(chǎn)生的壓縮反力正比于彈簧的壓縮量，因此，普通高強(qiáng)鋼材制成的彈簧，無法提供較大的壓 縮量，也就是說，阻尼器不能產(chǎn)生較大的壓縮行程；
3，形狀合金具有非常大的彈性，其典型的應(yīng)力應(yīng)變曲線如圖2所示。圖中曲線表明，在 小應(yīng)變下，形狀記憶合金為線性彈性變形。隨著應(yīng)變的增加，形狀記憶合金的應(yīng)力不再增加， 產(chǎn)生類似于塑性的屈服(ab段)，但卸載后，形狀記憶合金卻還可以恢復(fù)到原來的形狀而不 產(chǎn)生塑性殘余變形。形狀記憶合金的最大彈性變形量可以達(dá)到8%左右；
4，利用形狀記憶合金制成的彈簧，當(dāng)壓縮量達(dá)到一定數(shù)值以后，合金會(huì)產(chǎn)生類似于塑性 的屈服平臺(tái)(ab段)，此時(shí)，變形量雖然增加，但彈簧反力并不提高。當(dāng)卸載后，形狀記憶 合金并不象普通鋼材那樣殘留變形，而是能夠回復(fù)到原來的形狀。也就是說，形狀記憶合金 彈簧的變形和阻尼力并不成完全的線性關(guān)系。當(dāng)活塞桿拉出后，由于彈簧還處在彈性階段， 彈簧還能夠回復(fù)自身的形狀。
權(quán)利要求
1、一種基于形狀記憶合金補(bǔ)償器的單出桿流體阻尼器，它包括活塞、缸殼、缸體、可浮動(dòng)活塞、密封圈和活塞桿，其特征在于它還包括形狀記憶合金彈簧，活塞、缸體、形狀記憶合金彈簧和可浮動(dòng)活塞均設(shè)置在缸殼內(nèi)，形狀記憶合金彈簧設(shè)置在缸殼底部并連接可浮動(dòng)活塞，密封圈設(shè)置在缸殼上端開口處，活塞桿連接活塞并穿過密封圈伸出缸殼，缸體內(nèi)設(shè)置有流體。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于形狀記憶合金補(bǔ)償器的單出桿流體阻尼器，其特征在于所述的 形狀記憶合金彈簧的材質(zhì)是形狀記憶合金，形狀為螺旋型、鋼片型或扭曲型。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于形狀記憶合金補(bǔ)償器的單出桿流體阻尼器，其特征在于所 述的缸體內(nèi)設(shè)置有粘滯流體。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于形狀記憶合金補(bǔ)償器的單出桿流體阻尼器，其特征在于所 述的缸體內(nèi)設(shè)置有磁流變流體。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于形狀記憶合金補(bǔ)償器的單出桿流體阻尼器，其特征在于所 述的可浮動(dòng)活塞在缸殼內(nèi)能夠上下浮動(dòng)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于形狀記憶合金補(bǔ)償器的單出桿流體阻尼器，其特征在于所述的 可浮動(dòng)活塞在缸殼內(nèi)能夠上下浮動(dòng)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于形狀記憶合金補(bǔ)償器的單出桿流體阻尼器，其特征在于所述的 可浮動(dòng)活塞在缸殼內(nèi)能夠上下浮動(dòng)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于形狀記憶合金補(bǔ)償器的單出桿流體阻尼器，其特征在于所述的 缸體內(nèi)設(shè)置有磁流變流體，活塞上帶有線圈。，
全文摘要
本發(fā)明提供了一種基于形狀記憶合金補(bǔ)償器的單出桿流體阻尼器。它包括活塞、缸殼、缸體、形狀記憶合金彈簧、可浮動(dòng)活塞、密封圈和活塞桿，活塞、缸體、形狀記憶合金彈簧和可浮動(dòng)活塞均設(shè)置在缸殼內(nèi)，形狀記憶合金彈簧設(shè)置在缸殼底部并連接可浮動(dòng)活塞，密封圈設(shè)置在缸殼上端開口處，活塞桿連接活塞并穿過密封圈伸出缸殼，活塞上帶或不帶有線圈，缸體內(nèi)設(shè)置有磁流變液或粘滯流體。本發(fā)明可以補(bǔ)償單出桿流體阻尼器的因活塞桿進(jìn)出缸體而造成的體積差，可對(duì)于安裝空間有限的結(jié)構(gòu)提供較大的壓縮行程。
文檔編號(hào)F16F9/14GK101509534SQ20091007163
公開日2009年8月19日 申請(qǐng)日期2009年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月25日
發(fā)明者關(guān)新春 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)