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磁流变阻尼器

所属分类:消能抗震阻尼器系列
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  • 产品介绍
  • 工作原理
  • 选型指导
  • 选型参数
  • 工作环境与保养常识

磁流变液(Magnetorheological Fluid,简称MRF)是一种新型的智能材料,在外磁场的作用下,

能产生明显的磁流变效应(Magnetorheological Effect,简称MRE),流体的屈服应力和表观粘度有2~3个数量级的变化,

表现为类似固体的性质,而当撤除外加磁场的作用时,流体又恢复原来的流动性质,即在液态和固态之间进行快速可逆的转换,

且这种转换是在毫秒量级的时间内完成的。由于该材料的响应快(ms量级)、可逆性好(撤去磁场后,又恢复初始状态)、

磁流变液(Magnetorheological Fluid)主要由非导磁性母液和均匀散布在其中的高导磁的软磁性微粒组成。

在没有磁场作用的状态下,磁流变液符合牛顿流体的力学特性,有较低的粘度;而当它处于强磁场作用下时,

其悬浮颗粒被感应由磁中性变成强磁性,在磁极之间形成“链”状,使其在瞬间(毫秒级)由液体变为粘塑体,

表现为一种具有一定屈服强度的类似于固体的力学特性。屈服应力随磁场强度的增加而增大,且屈服应力的变化是连续、可逆的,

即一旦去掉磁场,磁流变液又变为可流动的液体。磁流变效应可逆、迅速和易于控制的特点使得磁流变阻尼器已成为土木工程结构新一代的高性能和智能化的减振装置,

并已在土木工程结构振动控制方面得到初步的应用,展现出了良好的应用前景。

 

磁流变阻尼器与常规的硅油粘性阻尼器、剪切型粘滞阻尼器等相比,具有显著的优点:

(1) 工作温度范围大。-45度至150度之间性能不降低。

(2) 磁流变阻尼器的阻尼力可通过磁场强度调节。全桥使用同一型号的阻尼器,经调节后可使每根拉索达到最优控制效果,

      即使桥梁运营后也很方便调节到最优控制状态。其他类型阻尼器则很难调节,难以使每根拉索得到最佳减振效果。

      安装阻尼器后斜拉索的最大振幅只有拉索直径的三分之一,实测斜拉索对数衰减率δ达到≥3.2%以上。 

(3) 在振幅极小的情况下就有很大的阻尼力,因此可将拉索振动抑制到肉眼不可见的程度。

 

磁流变液(Magnetorheological Fluid)主要由非导磁性母液和均匀散布在其中的高导磁的软磁性微粒组成。

在没有磁场作用的状态下,磁流变液符合牛顿流体的力学特性,有较低的粘度;

而当它处于强磁场作用下时,其悬浮颗粒被感应由磁中性变成强磁性,

在磁极之间形成“链”状,使其在瞬间(毫秒级)由液体变为粘塑体,表现为一种具有一定屈服强度的类似于固体的力学特性。

屈服应力随磁场强度的增加而增大,且屈服应力的变化是连续、可逆的,即一旦去掉磁场,磁流变液又变为可流动的液体。

磁流变效应可逆、迅速和易于控制的特点使得磁流变阻尼器已成为土木工程结构新一代的高性能和智能化的减振装置.

 

力学原理

 

 

 

 

 

性能测试及其验收标准

磁流变液阻尼器产品的性能测试及其性能指标满足(建筑结构抗震规范)(GB50011-2010)中12.3

和(建筑消能阻尼器)(JG/T-209-2012)中7.26.2规定。

磁流变液阻尼器产品验收标准按照(建筑结构抗震规范)(GB50011-2010)中12.3

和(建筑消能阻尼器)(JG/T-209-2012)中89的规定执行

 

 

产品系列

型号

最大出力(kN

可调倍数

外径(mm

安装长度(mm

粘滞系数

C0N. s/mm

功率(W

BD-MRFD×06×4

0.6

4

60

493

180

1.5

BD-MRFD×10×4

10

4

100

461

1500

8

BD-MRFD×15×6

15

6

120

461

3700

8

BD-MRFD×20×7

20

7

120

461

4000

10

BD-MRFD×100×10

100

10

200

797

8500

32

BD-MRFD×150×12

150

12

230

850

24000

36

BD-MRFD×300×20

300

20

230

1170

56000

60

注:表中最大出力对应的活塞运动速度为62.8mm/s;安装长度对应的阻尼器行程为±30mm

说明:

1、 磁流变阻尼器出力计算公式为:F=F0 + C0 V+ Fy(I)sgn(V)

F: 阻尼力(kN

F0初始摩擦力(kN

C0粘滞阻尼系数(kN.s/mm

V活塞运动速度(mm/s

I: 输入电流(A FyI):可调库伦力(kN

不同型号的磁流变液阻尼器可调库伦力与输入电流的关系如下表所示:

                  磁流变液阻尼器基本性能参数

型号BD-

可调库伦力

Fy (I) (kN)

初始摩擦力

F0kN

单线圈输入电流值 IA

控制器型号BD-

MRFD×06×4

F(I)=0.38I+0.086I2

0.11

0I1.1

MRFDC-06

MRFD×10×4

F(I)=4.45I-0.046I2

2.15

0I2.1

MRFDC-10

MRFD×15×6

F(I)=9.83I-1.42 I2

2.31

0I2.1

MRFDC-15

MRFD×20×7

F(I)=14.4I-2.08 I2

2.21

0I2.1

MRFDC-20

MRFD×100×10

F(I)=69.98I-8.71I2

6.67

0I2.1

MRFDC-100

MRFD×150×12

F(I)=96.64I-6.48I2

5.26

0I2.1

MRFDC-150

MRFD×300×20

F(I)=193.1I-24.4I2

11.69

0I2.1

MRFDC-300

2、 磁流变液阻尼器的最大阻尼力≤安装节点的最大承载力。

3、 磁流变液阻尼器行程应根据安装节点的位移量确定,并考虑每边不少于20mm的行程裕度。

4、 控制输入电流是通过恒流源控制器将0-5V的控制模拟信号线性转换为驱动力磁线圈工作所需的电源

试验仪器:

 

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