磁流变隔振装置
发布时间: 2022-03-15
基本信息
一、项目简介
磁流变阻尼器是一种新型主动智能减振装置,其工作原理是通过改变阻尼器内部磁场的
强弱来控制输出阻尼力的大小,具有阻尼力连续可调,宽频减振效果好,能耗小、响应速度
快(毫秒级内)、性能稳定、结构简单、寿命长等优点。项目组根据磁流变阻尼器的多个应
用领域和实际应用情况,开发了不同种类的磁流变阻尼器产品。产品包括:挤压式磁流变阻
尼器、剪切阀式磁流变阻尼器、转子振动控制磁流变阻尼器、轨道车辆/汽车悬架系统用磁
流变阻尼器,此外,开展了磁流变阻尼器应用于精密平台减振以及将磁流变阻尼器应用于直
升机“地面共振”的研究。
二、创新点
(1)基于磁流变阻尼器内、外部特性的研究,设计多种内部结构,研制的磁流变阻尼器
结构具有独创性。
(2)通过建立精确的数学模型,对磁流变阻尼器的关键结构参数(阻尼间隙、活塞直径、
有效长度等)进行多目标优化设计,获得结构参数的最优值。一方面,通过电磁场有限元分
析,对磁流变阻尼器的磁场分布进行仿真及优化;另一方面,从流体力学的角度,采用 CDF
商业软件对阻尼器在不同磁场下的速度和压力分布进行分析,使得磁流变阻尼器磁路设计、
结构参数的优化达到最佳。
(3)为了提高磁流变阻尼器宽频减振的能力,优化其在高频带的流动性,优化后的磁流
变阻尼器在高频工作时,流动性好,耗散能力强,具备宽频减振性能。
(4)基于宽频减振和不确定性模型的振动控制方法实现。
(5)基于互联网+与大数据的概念,着力于公共问题,对建筑以及桥梁等磁流变主动减振
系统中传感器的振动信号进行实时监控,并上传至网络或主服务器进行分析,检测建筑或桥
梁的危险振动信号,从而避免重大事故的发生。
三、主要技术指标
1.振动传递率共振工作区间小于 110 %,减振区间小于 70%;
2.减振频率范围 ***~400Hz;
3.阻尼器出力范围 0~500kN;
4.出力反应时间达到 10ms 以内;5.达到主动减振效果的同时,比较传统液压减振器,能耗可下降约 80%。
四、知识产权及获奖
本项目组一直致力于磁流变阻尼器的研究工作,目前已拥有多项磁流阻尼器专利,主要包括:
[1]周瑾,张发品,徐龙祥,金超武,吉敏来,混合式阻尼器,***,中国发明专利,
*** (授权)
[2]王彤,周瑾,金超武,徐园平,工作间隙可变的磁流变阻尼器,***,中国实用新
型专利,***(授权)
[3]刘松,周瑾,李思磊,金超武,磁流变柔性夹具系统及夹紧方法,中国发明专利
***(公开)
[4]周瑾,王彤,徐园平,金超武,刘松,磁流变阻尼铰链及其工作方法,***,中
国发明专利,***(公开)
[5]王彤,周瑾,金超武,徐园平,工作间隙可变的磁流变阻尼器及其参数优化方法,
***,中国发明专利,***(公开)
[6]金超武,周瑾,甘杨俊杰,刘松,徐园平,徐龙祥,基于频率辨识的磁流变阻尼器
的控制方法,中国发明专利,***(公开)
五、应用领域及市场前景
磁流变阻尼器具有体积小、能耗低、结构简单、阻尼力大、动态范围广、频响高、适应
面大等优点,特别是它能根据系统的振动特性产生最佳阻尼力,因而在智能结构领域具有广
阔的应用前景。目前,磁流变阻尼器已在车辆悬挂系统、斜拉桥拉索振动控制、海洋平台结
构的减振及高层建筑的隔振等方面得到初步应用,并展现出了良好的应用前景。减振器是车
辆悬架系统普遍采用的重要零部件。随着汽车技术的发展和人们生活水平的提高,用户对车
辆舒适性的要求越来越高。性能优越、质量稳定的减振器产品受到广大用户的欢迎,智能型
磁流变减振器已成为减振器市场争夺的热点。中国 2015 年汽车预计销售量为 2500 万辆,如
果 1/4 车辆安装磁流变减振器,将为中国汽车企业带来高达数百亿元的利润。