專利名稱：磁流變-形狀記憶合金空心球智能隔振器的制作方法
技術領域：
本發明屬于土木工程技術領域，涉及種磁流變-形狀記憶合金空心球智能 隔振器。
背景技術：
振動是土木工程領域中經常遇到的一種現象，它是機械運動的一種特殊形 式。自動控制理論源于力學，它是指在沒有人直接參與的情況下，利用控制裝 置使被控對象中的某一個或多個物理量能準確地按照期望的規律去運行。結構 振動控制可以有效地減輕結構在外荷載作用下的損傷，提高結構的防災性能。 振動控制可以通過減振、隔振裝置來消耗振動能量，或者施加外部的能量以抵 消外荷載作用對結構的影響。具體通過在結構的某些部位裝設某種裝置、機構 或子結構，以改變或調整結構的動力特性或動力作用，使結構在外荷載作用下 的動力響應得到合理的控制，以確保結構本身或結構中的人、儀器、設備等的 安全和處于正常的使用狀態。
磁流變體是一種性能優良的智能材料，在磁場的作用下能夠瞬間從牛頓流 體轉變為剪切能力較高的粘塑性體，且這種轉變連續可逆。磁流變阻尼器是應 用磁流變體在強磁場下的快速可逆流變特性而制造的一種新型振動控制裝置， 具有結構簡單、相變快、阻力大而且連續可調等優點。根據結構的實際變形和 外荷載激勵，按照特定的控制規律，控制外加磁場以改變磁流變阻尼器的力學 性能，從而在瞬間內改變結構系統的特性參數以使結構達到最好的控制效果。 但現有的磁流變隔振動器也有一些缺點(1)在不受力的情況下活塞可能處于 缸體內的任意位置，即活塞桿伸出的長度是不固定的，磁流變阻尼器受力后活塞桿的位置不能自動回復；(2)磁流變阻尼器出力大小的范圍有限，在偶然出 現的大荷載作用下難以確保結構的安全性；(3)磁流變阻尼器需要實時供電，
在斷電情況下將不能發揮作用。形狀記憶合金是一種新型功能材料，具有優良 的形狀記憶效應和超彈性，但形狀記憶合金阻尼器屬于一種被動耗能裝置，不 能根據外荷載的大小自動調整出力大小。
將磁流變阻尼器半主動控制和形狀記憶合金阻尼器被動耗能的優良特性進 行組合，制作一種混合耗能器可以克服上述問題，具有重要的實用價值。
發明內容
本發明提供了一種磁流變-形狀記憶合金空心球智能隔振器，其目的是解決 現有磁流變隔振器出力范圍有限、不能自復位、斷電時無法正常工作等問題。
本發明的技術方案如下
磁流變-形狀記憶合金空心球智能隔振器，主要由上法蘭螺栓孔、上法蘭、 密封圈、導線、中空活塞連桿、磁流變液、厚壁形狀記憶合金空心球、工作缸、 電磁螺線圈、薄壁形狀記憶合金空心球、下法蘭螺栓孔和下法蘭組成。主要技 術方案為屮空活塞連桿的上端與上法蘭連接，下端凸起的圓周上設有電磁螺 線圈，電磁螺線圈由中空活塞桿通過導線與外部控制電源相連；工作缸內注滿 磁流變液，工作缸的上封蓋中間設有密封圈；活塞連桿下端凸起的上面放置四 層厚壁形狀記憶合金空心球，下面放置四層薄壁空心形狀記憶合金空心球，厚 壁和薄壁形狀記憶合金空心球的直徑相同，活塞連桿的下端凸起與工作缸的上、 下封蓋的間隙均為五倍形狀記憶合金球的直徑，通過調整工作缸的直徑、高矮 以及形狀記憶合金球的壁厚，使活塞在不受力情況時懸浮在工作缸的中間；通 過上、下法蘭上的螺栓孔將隔振器固定在需要進行振動控制的部位。當上、下法蘭發生相對運動時，通過調整磁流變阻尼器的電磁螺線圈中電 流的大小來改變磁場強度，可以改變磁流變體的阻力，形成一種可調的半主動 控制裝置；當活塞運動范圍超過形狀記憶合金空心球一個直徑的長度時，形狀 記憶合金空心球將會發生擠壓形變耗能；當振動結束時，由于形狀記憶合金空 心球的浮力將會使該隔振器將會自動恢復到初始位置；當斷電而導致磁流變體 無法正常工作時，形狀記憶合金空心球仍具有發生擠壓形變耗能的能力，可以 繼續保護結構的安全。
本發明的效果和益處體現在具有自復位能力、隔振能力強、構造簡單、安 裝拆卸方便、可廣范用于土木工程結構的隔振設計、且在斷電情況下仍具有隔 振作用。
圖1是磁流變-形狀記憶合金空心球智能隔振器的俯視圖。 圖2是磁流變-形狀記憶合金空心球智能隔振器的側立面。 圖3是圖1中磁流變-形狀記憶合金空心球智能隔振器的A-A剖面圖。
圖中l.上法蘭螺栓孔；2.上法蘭；3.密封圈；4.導線；5.活塞連桿；6.磁流 變液；7.厚壁形狀記憶合金空心球；8.工作缸；9.電磁螺線圈；IO.薄壁形狀記憶 合金空心球；ll.下法蘭螺栓孔；12.下法蘭。
具體實施例方式
以下結合技術方案和附圖詳細敘述本發明的實施步驟。
步驟l.對工程結構進行分析，計算出所需要的隔振力大小，根據所要達到 的性能要求，確定隔振器的尺寸及參數。
步驟2.工作缸8的上封蓋中間設有一個可供活塞連桿5穿過的孔洞，孔洞周圍設有密封圈3，將只有上封蓋的工作缸8倒置，在缸體內放入四層厚壁形狀 記憶合金空心球7。
步驟3.加工一個中空活塞連桿5，使其上端與上法蘭2連接，下端凸起的 圓周上設有電磁螺線圈9，電磁螺線圈由中空活塞桿通過導線4與外部控制電源 相連。
步驟4.在活塞連桿5下端凸起的下面放置四層薄壁空心形狀記憶合金空心 球10，將缸體內注滿磁流變液體6，然后用下法蘭12將工作缸密封好。
步驟5.通過上、下法蘭上的螺孔1和11將隔振器固定在需要進行振動控 制的部位。
權利要求
1.一種磁流變-形狀記憶合金空心球智能隔振器，由上法蘭螺栓孔(1)；上法蘭(2)；密封圈(3)；導線(4)；活塞連桿(5)；磁流變液(6)；厚壁形狀記憶合金空心球(7)；工作缸(8)；電磁螺線圈(9)；薄壁形狀記憶合金空心球(10)；下法蘭螺栓孔(11)和下法蘭(12)組成；其特征在于中空活塞連桿(5)的上端與上法蘭(2)連接，下端凸起的圓周上設有電磁螺線圈(9)，電磁螺線圈(9)由中空活塞桿(5)通過導線(4)與外部控制電源相連；工作缸(8)內注滿磁流變液(6)，工作缸(8)的上封蓋中間設有密封圈(3)，活塞連桿(5)下端凸起的上面放置四層厚壁形狀記憶合金空心球(7)，下面放置四層薄壁空心形狀記憶合金空心球(10)，通過上法蘭(2)的螺栓孔(1)和下法蘭(12)的螺栓孔(11)將隔振器固定在需要進行振動控制的部位。
全文摘要
一種磁流變-形狀記憶合金空心球智能隔振器，主要由上法蘭、密封圈、導線、中空活塞連桿、磁流變液、厚壁和薄壁形狀記憶合金空心球、工作缸、電磁螺線圈和下法蘭組成。其特征在于活塞連桿的上端與上法蘭連接，下端凸起的圓周上設有電磁螺線圈，螺線圈由中空活塞桿通過導線與外部控制電源相連；工作缸內注滿磁流變液；活塞連桿下端凸起的上面和下面分別放置四層厚壁和薄壁形狀記憶合金空心球，通過調整工作缸的大小及形狀記憶合金球的壁厚，使活塞在不受力時懸浮在工作缸中間；通過上、下法蘭將隔振器固定在需要進行振動控制的部位。本發明的效果和益處是具有自復位能力、隔振能力強、構造簡單、安裝拆卸方便、在斷電情況下仍具有隔振作用。
文檔編號E04B1/98GK101565973SQ200910011329
公開日2009年10月28日 申請日期2009年4月25日 優先權日2009年4月25日
發明者伊廷華, 李宏男 申請人:大連理工大學