本發(fā)明涉及隔振裝置，特別是涉及一種液彈主動(dòng)隔振裝置及控制方法。

背景技術(shù)：

1、直升機(jī)具有垂直起降、空中懸停等優(yōu)勢(shì)，在國(guó)防、應(yīng)急救援以及民用方面具有廣泛的應(yīng)用場(chǎng)景。但是，由于直升機(jī)旋翼在飛行過程中產(chǎn)生的振動(dòng)被傳導(dǎo)到機(jī)身，引起直升機(jī)機(jī)體結(jié)構(gòu)振動(dòng)，極大影響了乘員的舒適性以及機(jī)載設(shè)備的壽命和精度，增加了事故發(fā)生的可能性，甚至威脅到乘機(jī)人員的安全。因此，有效實(shí)現(xiàn)振動(dòng)隔離是提升直升機(jī)性能的一項(xiàng)重要設(shè)計(jì)內(nèi)容。然而，基于傳統(tǒng)材料設(shè)計(jì)的隔振平臺(tái)只能針對(duì)特定頻率段內(nèi)的振動(dòng)進(jìn)行有效隔離，如果外界環(huán)境發(fā)生改變或者結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)改變，使得激勵(lì)頻率超出隔振頻率段，則會(huì)大大降低隔振性能，因此發(fā)展自適應(yīng)的主動(dòng)隔振技術(shù)有著重要的應(yīng)用前景。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種液彈主動(dòng)隔振裝置及控制方法，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，可以通過分別控制磁流變彈性體以及磁流變液所受磁場(chǎng)的大小，調(diào)節(jié)整個(gè)裝置的剛度和阻尼，從而調(diào)節(jié)整個(gè)裝置的隔振頻率段及隔振效果，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)隔振目標(biāo)。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：本發(fā)明提供一種液彈主動(dòng)隔振裝置，包括第一腔體結(jié)構(gòu)、第二腔體結(jié)構(gòu)及填充在所述第一腔體結(jié)構(gòu)和所述第二腔體結(jié)構(gòu)的內(nèi)腔中的磁流變液；

3、所述第一腔體結(jié)構(gòu)開設(shè)有安裝孔；

4、所述第二腔體結(jié)構(gòu)包括相連通的通道部和緩沖部；所述通道部插入所述安裝孔內(nèi)，并與所述第一腔體結(jié)構(gòu)相連通，所述通道部的外周壁與所述安裝孔處的內(nèi)周壁之間套接有至少一個(gè)能夠在磁場(chǎng)下剛度可調(diào)的磁流變彈性體，所述磁流變彈性體呈環(huán)狀結(jié)構(gòu)，并配套有用于改變其剛度的第一磁場(chǎng)；所述緩沖部位于所述第一腔體結(jié)構(gòu)外側(cè)，且其內(nèi)部滑動(dòng)密封安裝有用于隔斷所述緩沖部的內(nèi)腔的隔板，所述緩沖部的內(nèi)腔位于所述隔板一側(cè)的部分與所述通道部相連通，所述緩沖部的內(nèi)腔位于所述隔板另一側(cè)的部分設(shè)有與所述隔板相連接的緩沖結(jié)構(gòu)，所述緩沖結(jié)構(gòu)的緩沖方向與所述隔板的滑動(dòng)方向相同；

5、所述磁流變液配套有用于改變其黏性阻尼的第二磁場(chǎng)，所述第二磁場(chǎng)的磁場(chǎng)方向垂直于所述磁流變液的流動(dòng)方向。

6、優(yōu)選的，所述通道部的外周壁與所述安裝孔處的內(nèi)周壁之間套接有兩所述磁流變彈性體，兩所述磁流變彈性體沿所述通道部插入的方向間隔分布。

7、優(yōu)選的，所述安裝孔處的內(nèi)周壁與所述通道部的外周壁之間設(shè)有提供所述第一磁場(chǎng)的第一電磁線圈，所述第一電磁線圈電連接有對(duì)其通電的第一電源。

8、優(yōu)選的，所述第一電磁線圈位于兩所述磁流變彈性體之間。

9、優(yōu)選的，所述通道部?jī)?nèi)部開設(shè)有連通所述第一腔體結(jié)構(gòu)和所述緩沖部的慣性通道，所述第二磁場(chǎng)覆蓋所述慣性通道。

10、優(yōu)選的，所述第一腔體結(jié)構(gòu)和所述緩沖部的內(nèi)腔的流通截面均大于所述慣性通道的流通截面。

11、優(yōu)選的，所述通道部?jī)?nèi)置有多個(gè)提供所述第二磁場(chǎng)的第二電磁線圈，各所述第二電磁線圈分別電連接有對(duì)其通電的第二電源，各所述第二電磁線圈沿所述慣性通道的軸線方向間隔分布，所述第二電磁線圈的軸線方向垂直于所述慣性通道的軸線方向。

12、優(yōu)選的，相鄰兩所述第二電磁線圈之間分隔有鋁塊結(jié)構(gòu)。

13、優(yōu)選的，所述緩沖結(jié)構(gòu)為所述緩沖部的內(nèi)腔的部分結(jié)構(gòu)，且其內(nèi)部填充有可受所述隔板滑動(dòng)后壓縮的空氣。

14、還提供一種控制方法，應(yīng)用如下控制方程：

15、

16、其中m為下液壁的質(zhì)量，m為慣性通道內(nèi)磁流變液質(zhì)量，r1為上液腔截面積與慣性通道截面積之比，r2為下液腔截面積與慣性通道截面積之比，x1為上液壁豎直向下的位移，x2為下液壁豎直向下的位移，c為磁流變液的黏性阻尼，k1為磁流變彈性體的剛度，k2為下部緩沖腔的等效剛度。

17、本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)取得了以下技術(shù)效果：

18、本發(fā)明基于磁流變液的變阻尼特性以及磁流變彈性體的變剛度特性，公開一種液彈主動(dòng)隔振裝置，可以通過調(diào)節(jié)第一磁場(chǎng)和第二磁場(chǎng)的大小，進(jìn)而改變整個(gè)裝置的阻尼與剛度，實(shí)現(xiàn)隔振頻率以及隔振性能的主動(dòng)可調(diào)，并使該裝置能夠在更寬的頻率范圍內(nèi)工作，可以大大提升隔振性能，擴(kuò)寬使用場(chǎng)景。

技術(shù)特征：

1.一種液彈主動(dòng)隔振裝置，其特征在于，包括第一腔體結(jié)構(gòu)、第二腔體結(jié)構(gòu)及填充在所述第一腔體結(jié)構(gòu)和所述第二腔體結(jié)構(gòu)的內(nèi)腔中的磁流變液；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液彈主動(dòng)隔振裝置，其特征在于，所述通道部的外周壁與所述安裝孔處的內(nèi)周壁之間套接有兩所述磁流變彈性體，兩所述磁流變彈性體沿所述通道部插入的方向間隔分布。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的液彈主動(dòng)隔振裝置，其特征在于，所述安裝孔處的內(nèi)周壁與所述通道部的外周壁之間設(shè)有提供所述第一磁場(chǎng)的第一電磁線圈，所述第一電磁線圈電連接有對(duì)其通電的第一電源。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的液彈主動(dòng)隔振裝置，其特征在于，所述第一電磁線圈位于兩所述磁流變彈性體之間。

5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的液彈主動(dòng)隔振裝置，其特征在于，所述通道部?jī)?nèi)部開設(shè)有連通所述第一腔體結(jié)構(gòu)和所述緩沖部的慣性通道，所述第二磁場(chǎng)覆蓋所述慣性通道。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的液彈主動(dòng)隔振裝置，其特征在于，所述第一腔體結(jié)構(gòu)和所述緩沖部的內(nèi)腔的流通截面均大于所述慣性通道的流通截面。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的液彈主動(dòng)隔振裝置，其特征在于，所述通道部?jī)?nèi)置有多個(gè)提供所述第二磁場(chǎng)的第二電磁線圈，各所述第二電磁線圈分別電連接有對(duì)其通電的第二電源，各所述第二電磁線圈沿所述慣性通道的軸線方向間隔分布，所述第二電磁線圈的軸線方向垂直于所述慣性通道的軸線方向。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的液彈主動(dòng)隔振裝置，其特征在于，相鄰兩所述第二電磁線圈之間分隔有鋁塊結(jié)構(gòu)。

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的液彈主動(dòng)隔振裝置，其特征在于，所述緩沖結(jié)構(gòu)為所述緩沖部的內(nèi)腔的部分結(jié)構(gòu)，且其內(nèi)部填充有可受所述隔板滑動(dòng)后壓縮的空氣。

10.一種應(yīng)用于如權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)所述的液彈主動(dòng)隔振裝置的控制方法，其特征在于，應(yīng)用如下控制方程：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開的一種液彈主動(dòng)隔振裝置及控制方法，涉及隔振裝置技術(shù)領(lǐng)域，第一腔體結(jié)構(gòu)開設(shè)有安裝孔；第二腔體結(jié)構(gòu)包括通道部和緩沖部；通道部插入安裝孔內(nèi)，通道部的外周壁與安裝孔處的內(nèi)周壁之間套接有磁流變彈性體，磁流變彈性體配套有第一磁場(chǎng)；緩沖部?jī)?nèi)部安裝有隔板，緩沖部的內(nèi)腔位于隔板一側(cè)的部分與通道部相連通，緩沖部的內(nèi)腔位于隔板另一側(cè)的部分設(shè)有緩沖結(jié)構(gòu)，緩沖結(jié)構(gòu)的緩沖方向與隔板的滑動(dòng)方向相同；磁流變液配套有第二磁場(chǎng)，第二磁場(chǎng)的磁場(chǎng)方向垂直于磁流變液的流動(dòng)方向，可以通過分別控制磁流變彈性體以及磁流變液所受磁場(chǎng)的大小，調(diào)節(jié)整個(gè)裝置的剛度和阻尼，從而調(diào)節(jié)整個(gè)裝置的隔振頻率段及隔振效果，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)隔振目標(biāo)。

技術(shù)研發(fā)人員：王單,周余聰,王立峰
受保護(hù)的技術(shù)使用者：南京航空航天大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15