磁流变阻尼器原理及力学特性研究

　　1磁流变阻尼器工作原理

　　磁流变阻尼器是用磁流变液制成的一种性能优良半主动控制装置。其工作原理是在磁流变阻尼器线圈中通入电流，阻尼器内部的磁流变液在线圈产生的磁场作用下，其内部本分布杂乱的颗粒开始磁化逐渐变成有规则，最终使颗粒首尾相连，沿磁场方向成链束装排列，这样限制了液体的流动并向半固体发展，则剪切屈服强度增加此过程是可逆的且在毫秒内完成。一般将磁流变液在磁流变阻尼器内的运动近似于无限大平行板间几种不同运动的形式（见图1）。

　　（1）阀式模式

　　上下两极板固定不动，并在极板之间充满磁流液，在压力差作用下磁流变液流过极板间隙，上下两极板外加磁场，并使磁场垂直作用于两极板之间的磁流变液，使磁流变液发生磁流变效应，则磁流变液的流动性能随磁场发生改变，从而在磁流变液内部来回运动的活塞所受的阻力发生变化，起到了外加磁场控制阻尼力。阀式模式常常在设计阻尼器、开发伺服控制阀等磁流变器件时得到应用。

　　（2）剪切模式

　　剪切模式是上下两极板以相对速度v平行运动且在两极板之间充满磁流变液，这样使磁流变液在两极板之间处于剪切状态，并在两极板上下外加磁场且使磁场垂直作用于两极板之间的磁流变液，使磁流变液发生磁流变效应。这样通过改变磁场就可以产生不同的剪切屈服应力，从而使两极板之间相对运动所产生的阻尼力会随着磁场发生变化，起到了利用外加磁场控制阻尼力。剪切模式常常在设计开发夹紧与锁定装置、阻尼器、制动器等磁流变器件时得到应用。

　　（3）挤压模式

　　上下两极板以相对速度v靠近或远离运动，并在上下两极板之间充满磁流变液，上下极板外加磁场并使磁场垂直作用于极板之间的磁流变液，极板沿外加磁场方向上下运动，挤压磁流变液，使磁流变液向四周流动磁流变液发生磁流变效应，这样磁流变液的流动性能随磁场发生改变，则活塞在磁流变液内部推动极板上下运动所受的阻力就发生了变化，起到了利用外加磁场控制阻尼力。挤压模式磁极移动位移较小,磁流变体产生的阻尼力大,结构比较复杂，所以挤压模式常常在设计开发行程小、大阻尼的磁流变阻尼器等得到应用。

　　（4）剪切阀式模式

　　磁流变液即像阀式内的磁流变液那样在压力差作用下，被迫通过两极板，又像剪切模式内的磁流变液那样受到两极板相对运动时产生的剪切作用，磁流变液的流动特性随磁场发生改变，起到了利用磁场控制阻尼力。

　　2磁流变阻尼力计算