MR阻尼彈簧減震器的工作模式和原理
MR阻尼彈簧減震器是依賴磁流變液自身流變特性工作的一種阻尼可控結(jié)構(gòu)，阻尼減震器的出力主要取決于磁流變液的性能、阻尼減震器的大小和阻尼減震器的類型。磁流變液的流動(dòng)形式和受力狀態(tài)的不同，據(jù)此MR阻尼減震器工作模式可分為流動(dòng)模式(FlowMode，又稱為壓力驅(qū)動(dòng)模式)、剪切模式(ShearMode)、擠壓模式(SqueezeMode)以及這3種基本模式的任意組合。
(1)流動(dòng)模式(又稱為壓力驅(qū)動(dòng)模式，或者閥式)
這是目前為止應(yīng)用較多的一種工作模式。在兩固定不動(dòng)的極板之間布滿磁流變液，外加磁場(chǎng)通過(guò)兩極板垂直作用于兩極板之間的磁流變液，改變磁流變液的流動(dòng)性能，進(jìn)而改變推動(dòng)磁流變液流動(dòng)的活塞所受到的阻力，從而達(dá)到外加磁場(chǎng)控制阻尼力的目的。該系統(tǒng)可用于伺服控制閥，阻尼減震器和減振器等。
(2)剪切模式
剪切模式磁流變阻尼減震器的原理與流動(dòng)模式類似。在兩相對(duì)運(yùn)動(dòng)的極板之間布滿磁流變液，外加磁場(chǎng)經(jīng)過(guò)極板垂直作用于兩極板之間的磁流變液，使磁流變液的流動(dòng)性能發(fā)生變化，上下極板以相對(duì)速度v做相對(duì)運(yùn)動(dòng)，磁極板的運(yùn)動(dòng)方向垂直于磁場(chǎng)方向，達(dá)到控制阻尼力的目的。這種系統(tǒng)可用于離合器、制動(dòng)器、鎖緊裝置、機(jī)床夾具及阻尼減震器等磁流變器件。
(3)擠壓模式
擠壓模式，磁極板運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向相同，兩磁極作相對(duì)靠近或遠(yuǎn)離的運(yùn)動(dòng)，相應(yīng)的磁流變液在磁極板的壓力作用下向中心或向四周流動(dòng)，磁場(chǎng)方向與磁流變液體的流動(dòng)方向垂直。磁極板在相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，場(chǎng)強(qiáng)會(huì)發(fā)生變化，達(dá)到控制阻尼力目的。這種模式適合振動(dòng)峰值小的振動(dòng)控制。
MR阻尼減震器的工作原理可以描述為：活塞的運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)磁流變液以較大的速度經(jīng)過(guò)缸體內(nèi)壁與活塞之間的環(huán)形間隙時(shí)，使間隙兩端產(chǎn)生 的壓強(qiáng)差，壓強(qiáng)差再作用在活塞兩端的截面上，便產(chǎn)生了可控的阻尼力。之所以阻尼力是可控的，是由于間隙中分為激活區(qū)和非激活區(qū)兩個(gè)部分，激活區(qū)內(nèi)的磁流變液受到磁場(chǎng)的作用，流體性質(zhì)呈粘塑性狀態(tài)，因此存在剪切屈服應(yīng)力。這樣改變磁場(chǎng)強(qiáng)度就可以得到不同的剪切屈服應(yīng)力，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)MR阻尼減震器阻尼力的控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)振動(dòng)控制。
