一種串、並聯多級閥粘滯阻尼方法及阻尼器

一種串、並聯多級閥粘滯阻尼方法及阻尼器

《一種串、並聯多級閥粘滯阻尼方法及阻尼器》是中鐵大橋局集團武漢橋樑科學研究院有限公司和中鐵大橋局集團有限公司於2013年1月11日申請的專利,該專利的申請號為2013100120545,公布號為CN103061425A,授權公布日為2013年4月24日,發明人是汪正興、王天亮、王波、劉鵬飛、柴小鵬、方華兵、高陽、趙建、朱治寶、劉德清、楊學祥。

《一種串、並聯多級閥粘滯阻尼方法及阻尼器》涉及一種串、並聯多級閥粘滯阻尼方法及阻尼器,阻尼器中設有m個串聯活塞,每個活塞上單方向並聯n個薄壁小孔閥;當左右兩萬向球鉸距離伸長時,粘滯阻尼器內的流體介質將沿著1級活塞至m級活塞方向流動,通過每級活塞兩端的壓差及每個薄壁小孔閥流量的調節作用,使粘滯阻尼器產生抗拉方向阻尼力;當左右兩萬向球鉸距離縮短時,粘滯阻尼器內的流體介質將沿著m級活塞至1級活塞方向流動,通過每級活塞兩端的壓差及每個薄壁小孔閥流量的調節作用,使粘滯阻尼器產生抗壓方向阻尼力。該發明所述的串、並聯多級閥粘滯阻尼方法及阻尼器,構造簡單,可實現阻尼參數精確可調,便於實現大噸位阻尼力,而且具有較好的使用穩定性和耐久性。

2018年12月20日,《一種串、並聯多級閥粘滯阻尼方法及阻尼器》獲得第二十屆中國專利優秀獎。

(概述圖為《一種串、並聯多級閥粘滯阻尼方法及阻尼器》摘要附圖)

基本介紹

  • 中文名:一種串、並聯多級閥粘滯阻尼方法及阻尼器
  • 公告號:CN103061425A
  • 授權日:2013年4月24日
  • 申請號:2013100120545
  • 申請日:2013年1月11日
  • 申請人:中鐵大橋局集團武漢橋樑科學研究院有限公司、中鐵大橋局集團有限公司
  • 地址:湖北省武漢市建設大道103號
  • 發明人:汪正興、王天亮、王波、劉鵬飛、柴小鵬、方華兵、高陽、趙建、朱治寶、劉德清、楊學祥
  • Int.Cl.:E04B1/98(2006.01)I; E01D19/00(2006.01)I
  • 代理機構:北京捷誠信通專利事務所(普通合夥)
  • 代理人:魏殿紳、龐炳良
  • 類別:發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,改善效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,操作內容,實施案例,榮譽表彰,

專利背景

隨著地震等自然災害的頻發,土木工程結構抗震防災裝置及方法備受業界關注。截至2013年1月技術中,套用於土木工程結構中的抗震裝置有多種類型,如金屬阻尼器、摩擦阻尼器、粘滯阻尼器、粘彈性阻尼器等。
粘滯阻尼器作為一種速度相關性阻尼裝置,具有阻尼效率高、極小的靜力剛度等優點,更適合於土木工程結構抗震。截至2013年1月11日的粘滯阻尼器主要有如下幾種:
1、多功能單出桿式粘滯阻尼器。
如專利號為201020584783.X、授權公告號為CN201818696U、名稱為“一種可設定初始剛度的單活塞桿粘滯阻尼器”的實用新型專利,以及申請號為201020584796.7、授權公告號為CN201884543U、名稱為“一種單活塞桿彈性粘滯阻尼器”的實用新型專利。
以上兩種專利通過設定於內外缸筒之間的間隙作為補償缸,可即便在活塞桿為單出桿的情形下消除活塞移動運動過程中工作缸體內出現“真空”和“鎖死”現象,通過在缸體內設定阻尼單向閥和彈簧,實現初始剛度可調及彈性剛度功能。該類型阻尼器活塞桿為單出桿,可有效減少阻尼器總長度,節約安裝空間,但補償缸構造複雜,適用阻尼力噸位較小。
2、利用缸筒和活塞之間的間隙調節阻尼力的雙出桿粘滯阻尼器。
如專利號為200420073009.7、授權公告號為CN2716585Y、名稱為“變間隙式粘滯阻尼器”的實用新型專利及如申請號為201110409853.7、公開號為CN102518731A、名稱為“高耗能間隙自適應型粘滯阻尼器”的發明專利申請。
以上兩種專利通過利用缸筒和活塞之間的間隙實現阻尼作用,該耗能原理與缸體內部的介質的粘度有關,而粘度與溫度具有一定相關性,因而,在工程實踐中,此種阻尼作用方式的溫度穩定性較差。
3、能實現各種附加功能的阻尼器。
如專利號為201120262317.4、授權公告號為CN202248354U、名稱為“一種建築用具有自動監測滯回性能的粘滯阻尼器”的實用新型專利和如專利號為200810040841.X、授權公告號為CN100585217C、名稱為“帶軸向限位裝置的粘滯阻尼器”的發明專利。
前者可實時線上監測阻尼器的工作狀態,後者可通過限位裝置,有效保護阻尼器在極端荷載作用下不發生損傷破壞。
因此,截至2013年1月11日已公開的粘滯阻尼器專利存在如下缺點:
1、改進型單出桿阻尼器的補償裝置複雜,閥門耐久性差,且阻尼噸位小。
2、阻尼作用機理與溫度相關,阻尼器溫度穩定性較差。
3、大噸位及較好溫度穩定性的土木工程抗震粘滯阻尼器的構造特性及阻尼作用機理,參考資料有限。
4、阻尼係數可調範圍狹窄,粘滯阻尼器參數設計相對困難。
5、缸筒內工作壓力大、所需備壓較大,對構件及密封件的衝擊效應較大,缸筒阻尼噸位小,耐久性不夠。

發明內容

專利目的

《一種串、並聯多級閥粘滯阻尼方法及阻尼器》的目的在於提供一種串、並聯多級閥粘滯阻尼方法及阻尼器,實現大噸位阻尼力,具有較好阻尼穩定性,且阻尼係數參數靈活可調。

技術方案

《一種串、並聯多級閥粘滯阻尼方法及阻尼器》採取的技術方案是:
一種串、並聯多級閥粘滯阻尼方法,其特徵在於,包括以下步驟:
步驟1,在確定粘滯阻尼器需要產生的阻尼力值F後,根據下述公式計算出阻尼係數C,
F=C×V
公式中,V為粘滯阻尼器的活塞桿3的速度,α為非線性速度指數,
步驟2,根據下述公式計算並調整粘滯阻尼器的串聯活塞7的個數m和每個活塞7上單方向並聯的薄壁小孔閥6的個數n以獲得所需的阻尼係數C
公式中,Ci為薄壁小孔閥6的阻尼係數,A為粘滯阻尼器的缸體5內截面的淨面積,α為非線性速度指數,
步驟3,根據步驟2的計算,將n個薄壁小孔閥6裝配到每個活塞7上完成薄壁小孔閥6的單方向並聯,
步驟4,根據步驟2的計算,將m個活塞7裝配到活塞桿3上完成活塞7的串聯,
步驟5,將活塞桿3裝入粘滯阻尼器中,完成粘滯阻尼器的裝配,所述粘滯阻尼器的左右兩端各設有一個萬向球鉸1,粘滯阻尼器通過萬向球鉸1安裝於結構預留的耳座上,
步驟6,當左右兩萬向球鉸1距離伸長時,粘滯阻尼器內的流體介質12將沿著1級活塞7至m級活塞7方向流動,通過每級活塞7兩端的壓差Δpi及每個薄壁小孔閥6流量Qj的調節作用,使粘滯阻尼器產生抗拉方向阻尼力;
當左右兩萬向球鉸1距離縮短時,粘滯阻尼器內的流體介質12將沿著m級活塞7至1級活塞7方向流動,通過每級活塞7兩端的壓差Δpi及每個薄壁小孔閥6流量Qj的調節作用,使粘滯阻尼器產生抗壓方向阻尼力。
在上述技術方案的基礎上,各級活塞7兩端壓差值與總阻尼力值之間的關係為:
公式中,Δpi為第i級活塞兩側產生的壓差,A為缸體5內截面的淨面積。
一種串、並聯多級閥式粘滯阻尼器,包括缸體5,其左右兩端分別設有左缸蓋4、右缸蓋8,缸體5中充滿流體介質12,其特徵在於:
活塞桿3穿裝於缸體5內,活塞桿3的兩端分別穿出左缸蓋4、右缸蓋8,
在活塞桿3位於缸體5內的部分設有m級活塞7,
每級活塞7上設有若干通孔,每個通孔內設有一個薄壁小孔閥6,
缸體5的左端設有帶萬向球鉸1的防護外罩2,
缸體5的右端設有帶萬向球鉸1的連線缸筒9,
活塞桿3的左端與防護外罩2固定連線,
連線缸筒9設有開口向左的內腔,活塞桿3的右端位於該內腔中。
在上述技術方案的基礎上,活塞桿3與左缸蓋4、右缸蓋8之間分別設有動密封裝置10。
在上述技術方案的基礎上,缸體5與左缸蓋4、右缸蓋8之間分別設有靜密封裝置11,各活塞7與缸體5之間分別設有靜密封裝置11。
在上述技術方案的基礎上,所述活塞7上的若干通孔,以活塞桿3為圓心,呈圓形等間隔均勻分布。
在上述技術方案的基礎上,所述薄壁小孔閥6分為產生受拉阻尼力的薄孔阻尼閥和產生受壓阻尼力的薄孔阻尼閥兩類,二者交替設定,
每級活塞上拉方向、壓方向各n個薄壁小孔閥6。
在上述技術方案的基礎上,所述薄壁小孔閥6通過細牙螺紋固定在活塞7的通孔內。

改善效果

《一種串、並聯多級閥粘滯阻尼方法及阻尼器》所述的串、並聯多級閥粘滯阻尼方法及阻尼器,構造簡單,可實現阻尼參數精確可調,便於實現大噸位阻尼力,而且具有較好的使用穩定性和耐久性。

附圖說明

圖1《一種串、並聯多級閥粘滯阻尼方法及阻尼器》的結構示意圖,
一種串、並聯多級閥粘滯阻尼方法及阻尼器
圖2活塞上薄壁小孔閥分布示意圖。
一種串、並聯多級閥粘滯阻尼方法及阻尼器

技術領域

《一種串、並聯多級閥粘滯阻尼方法及阻尼器》涉及土木工程結構抗震防災領域,具體說是一種串、並聯多級閥粘滯阻尼方法及阻尼器。尤指用於橋樑、高層建築及大跨空間結構抗震並保護主體結構安全的串、並聯多級閥粘滯阻尼方法及阻尼器。

權利要求

1.一種串、並聯多級閥粘滯阻尼方法,其特徵在於,包括以下步驟:步驟1,在確定粘滯阻尼器需要產生的阻尼力值F後,根據下述公式計算出阻尼係數C,
F=C×V
公式中,V為粘滯阻尼器的活塞桿(3)的速度,α為非線性速度指數,步驟2,根據下述公式計算並調整粘滯阻尼器的串聯活塞(7)的個數m和每個活塞(7)上單方向並聯的薄壁小孔閥(6)的個數n以獲得所需的阻尼係數C
公式中,Ci為薄壁小孔閥(6)的阻尼係數,A為粘滯阻尼器的缸體(5)內截面的淨面積,α為非線性速度指數,步驟3,根據步驟2的計算,將薄壁小孔閥(6)裝配到每個活塞(7)上完成薄壁小孔閥(6)的單方向並聯,每個活塞(7)上拉方向和壓方向各設有n個薄壁小孔閥(6),產生受拉阻尼力的薄壁小孔閥(6)和產生受壓阻尼力的薄壁小孔閥(6)交替設定,薄壁小孔閥(6)通過細牙螺紋固定在活塞(7)的通孔內,步驟4,根據步驟2的計算,將m個活塞(7)裝配到活塞桿(3)上完成活塞(7)的串聯,步驟5,將活塞桿(3)裝入粘滯阻尼器中,完成粘滯阻尼器的裝配,所述粘滯阻尼器的左右兩端各設有一個萬向球鉸(1),粘滯阻尼器通過萬向球鉸(1)安裝於結構預留的耳座上,步驟6,當左右兩萬向球鉸(1)距離伸長時,粘滯阻尼器內的流體介質(12)將沿著1級活塞(7)至m級活塞(7)方向流動,通過每級活塞(7)兩端的壓差Δpi及每個薄壁小孔閥(6)流量Qj的調節作用,使粘滯阻尼器產生抗拉方向阻尼力;當左右兩萬向球鉸(1)距離縮短時,粘滯阻尼器內的流體介質(12)將沿著m級活塞(7)至1級活塞(7)方向流動,通過每級活塞(7)兩端的壓差Δpi及每個薄壁小孔閥(6)流量Qj的調節作用,使粘滯阻尼器產生抗壓方向阻尼力。
2.如權利要求1所述的串、並聯多級閥粘滯阻尼方法,其特徵在於:各級活塞(7)兩端壓差值與總阻尼力值之間的關係為:
公式中,Δpi為第i級活塞兩側產生的壓差,A為缸體(5)內截面的淨面積。
3.一種串、並聯多級閥式粘滯阻尼器,包括缸體(5),其左右兩端分別設有左缸蓋(4)、右缸蓋(8),缸體(5)中充滿流體介質(12),其特徵在於:活塞桿(3)穿裝於缸體(5)內,活塞桿(3)的兩端分別穿出左缸蓋(4)、右缸蓋(8),在活塞桿(3)位於缸體(5)內的部分設有m級活塞(7),每級活塞(7)上設有2n個通孔,每個通孔內設有一個薄壁小孔閥(6),拉方向和壓方向上的薄壁小孔閥(6)的數目均為n個,並且交替設定,薄壁小孔閥(6)通過細牙螺紋固定在活塞(7)的通孔內,缸體(5)的左端設有帶萬向球鉸(1)的防護外罩(2),缸體(5)的右端設有帶萬向球鉸(1)的連線缸筒(9),活塞桿(3)的左端與防護外罩(2)固定連線,連線缸筒(9)設有開口向左的內腔,活塞桿(3)的右端位於該內腔中。
4.如權利要求3所述的串、並聯多級閥粘滯阻尼器,其特徵在於:活塞桿(3)與左缸蓋(4)、右缸蓋(8)之間分別設有動密封裝置(10)。
5.如權利要求3所述的串、並聯多級閥粘滯阻尼器,其特徵在於:缸體(5)與左缸蓋(4)、右缸蓋(8)之間分別設有靜密封裝置(11),各活塞(7)與缸體(5)之間分別設有靜密封裝置(11)。
6.如權利要求3所述的串、並聯多級閥粘滯阻尼器,其特徵在於:所述活塞(7)上的若干通孔,以活塞桿(3)為圓心,呈圓形等間隔均勻分布。

實施方式

操作內容

《一種串、並聯多級閥粘滯阻尼方法及阻尼器》給出了一種串、並聯多級閥粘滯阻尼方法,包括以下步驟:
步驟1,在確定粘滯阻尼器需要產生的阻尼力值F後,根據下述公式計算出阻尼係數C,
F=C×Vα
公式中,V為粘滯阻尼器的活塞桿3的速度,α為非線性速度指數,
步驟2,根據下述公式計算並調整粘滯阻尼器的串聯活塞7的個數m和每個活塞7上單方向並聯的薄壁小孔閥6的個數n以獲得所需的阻尼係數C
公式中,Ci為薄壁小孔閥6的阻尼係數,A為粘滯阻尼器的缸體5內截面的淨面積,α為非線性速度指數,
步驟3,根據步驟2的計算,將n個薄壁小孔閥6裝配到每個活塞7上完成薄壁小孔閥6的單方向並聯,所述單方向指拉方向或壓方向,每個方向各n個薄壁小孔閥6,因此,每個活塞7上總計2n個薄壁小孔閥6,
步驟4,根據步驟2的計算,將m個活塞7裝配到活塞桿3上完成活塞7的串聯,
步驟5,將活塞桿3裝入粘滯阻尼器中,完成粘滯阻尼器的裝配,所述粘滯阻尼器的左右兩端各設有一個萬向球鉸1,粘滯阻尼器通過萬向球鉸1安裝於結構預留的耳座上,
步驟6,當左右兩萬向球鉸1距離伸長時,粘滯阻尼器內的流體介質12將沿著1級活塞7至m級活塞7方向流動,通過每級活塞7兩端的壓差Δpi及每個薄壁小孔閥6流量Qj的調節作用,使粘滯阻尼器產生抗拉方向阻尼力;
當左右兩萬向球鉸1距離縮短時,粘滯阻尼器內的流體介質12將沿著m級活塞7至1級活塞7方向流動,通過每級活塞7兩端的壓差Δpi及每個薄壁小孔閥6流量Qj的調節作用,使粘滯阻尼器產生抗壓方向阻尼力。
在上述技術方案的基礎上,各級活塞7兩端壓差值與總阻尼力值之間的關係為:
公式中,Δpi為第i級活塞兩側產生的壓差,A為缸體5內截面的淨面積。
《一種串、並聯多級閥粘滯阻尼方法及阻尼器》所述的串、並聯多級閥粘滯阻尼方法,實現較大噸位阻尼力及調節阻尼係數方便可調,其作用機理為:
設:F為粘滯阻尼器產生的阻尼力值,C為阻尼係數,V為活塞桿3的速度,α為非線性速度指數,ΔP為缸體5內的總壓差值,Δpi為第i級活塞兩側產生的壓差,m為缸體5內串聯活塞7的個數,A為缸體5內截面的淨面積,Qj為每個薄壁小孔閥6內流體介質12的流量,n為每個活塞7上單方向並聯的薄壁小孔閥6的個數,Ci為薄壁小孔閥6的阻尼係數。
則:式(1)為粘滯阻尼器的非線性阻尼力表示式,
F=C×Vα(1)
式(2)為活塞7多級串聯之後的總壓差值表達式,
(2)
式(3)為各級活塞7兩端壓差值與總阻尼力值之間的關係表達式,
(3)
式(4)為根據流量平衡原理得出的活塞桿3的移動速度與淨面積、單個薄壁小孔閥6流量及薄壁小孔閥6並聯個數之間的表達式,
式(5)為第i級活塞7兩端由於單個薄壁小孔閥6產生的壓差與流量的關係表達式,
Δpi=Ci×Qj(5)
由式(2)及式(5)可得:
(6)
將式(4)代入式(6)可得式(7),
(7)
將式(7)代入式(3),對比式(1)可得式(8)中串、並聯多級閥粘滯阻尼器中阻尼係數C的表達式,
(8)
可見,可靈活通過改變缸體5內串聯活塞7的個數m和每個活塞7上單方向並聯的薄壁小孔閥6的個數n調整阻尼係數C。
根據上述方法,《一種串、並聯多級閥粘滯阻尼方法及阻尼器》給出了一種串、並聯多級閥粘滯阻尼器,如圖1、2所示,包括:缸體5,其左右兩端分別設有左缸蓋4、右缸蓋8,缸體5中充滿流體介質(阻尼介質)12,
活塞桿3穿裝於缸體5內,活塞桿3的兩端分別穿出左缸蓋4、右缸蓋8,
在活塞桿3位於缸體5內的部分設有m級活塞7,即m個活塞7,例如:活塞7採用螺紋連線方式固定於活塞桿3上,m為大於1的正整數,
每級活塞7上設有若干通孔,每個通孔內設有一個薄壁小孔閥6,如前所述,通過在活塞桿3上設定多級串聯方式的活塞7,將缸體5分隔為多個腔室,此種方式可有效降低每級活塞7上薄壁小孔閥6內的流速,避免氣蝕的產生,使得僅需較小的缸體備壓就能實現較大的阻尼力,粘滯阻尼器總阻尼力為各級活塞7產生的阻尼力之和,
缸體5的左端設有帶萬向球鉸1的防護外罩2,
缸體5的右端設有帶萬向球鉸1的連線缸筒9,
活塞桿3的左端與防護外罩2固定連線,
連線缸筒9設有開口向左的內腔,活塞桿3的右端位於該內腔中,
例如:缸體5的左端設有防護外罩2,防護外罩2的左側壁外側設有萬向球鉸1,活塞桿3的左端穿出左缸蓋4後,與防護外罩2的左側壁內側螺紋連線,萬向球鉸1、防護外罩2及活塞桿3通過相互螺紋連線成為一個整體,三者之間無相對運動,
缸體5的右端設有連線缸筒9,右缸蓋8的右端面與連線缸筒9的左端面抵靠,連線缸筒9的右側壁外側設有與其焊接為一整體的萬向球鉸1,連線缸筒9設有開口向左的內腔,活塞桿3的右端穿出右缸蓋8後,伸入連線缸筒9的內腔中,連線缸筒9通過螺紋固定方式將右缸蓋8與缸體5連線。
粘滯阻尼器通過活塞桿3與缸體5之間的相對運動造成各級活塞7兩側產生壓差,進而轉化為阻尼力。
萬向球鉸1能鎖定阻尼器兩端,在承受橋樑非軸向變形時保證鎖定活塞桿3的軸向運動,不會發生彎曲變形等。
在上述技術方案的基礎上,活塞桿3與左缸蓋4、右缸蓋8之間分別設有動密封裝置10。多級串聯方式活塞7可在缸體5內形成多個支點,大大提高較長行程下粘滯阻尼器的抗彎性能及動密封裝置10端面的受力性能,提高粘滯阻尼器的耐久性。
在上述技術方案的基礎上,缸體5與左缸蓋4、右缸蓋8之間分別設有靜密封裝置11,各活塞7與缸體5之間分別設有靜密封裝置11。
在上述技術方案的基礎上,如圖2所示,所述活塞7上的若干通孔,以活塞桿3為圓心,呈圓形等間隔均勻分布。通過在每級活塞7上面對稱並聯布置多個正反方向的薄壁小孔閥6,可有效調節粘滯阻尼器的阻力係數,且阻尼作用機理與缸內及環境溫度無關,大大提高粘滯阻尼器的性能穩定性。
在上述技術方案的基礎上,所述薄壁小孔閥6分為產生受拉阻尼力的薄孔阻尼閥和產生受壓阻尼力的薄孔阻尼閥兩類,二者交替設定。每級活塞上拉方向、壓方向各n個薄壁小孔閥6。n為正整數。
在上述技術方案的基礎上,所述薄壁小孔閥6通過細牙螺紋固定在活塞7的通孔內。
由流體力學原理可知,當缸體截面尺寸確定後,缸體產生的阻尼力與缸內活塞兩側壓強差成正比,且流過活塞上薄壁孔內的流速與活塞兩側壓差的平方根成正比。因此,當粘滯阻尼器提供較大的阻尼力時,如採用單級活塞,會造成薄壁孔內介質產生較大的流速,有時甚至超過聲速,致使孔內高流速區產生氣蝕現象,缸體會迅速升溫,嚴重時會造成缸體爆炸,影響粘滯阻尼器的正常使用。當採用間隙阻尼方式時,阻尼作用機理與溫度相關,阻尼器溫度穩定性較差,影響粘滯阻尼器的使用穩定性。
《一種串、並聯多級閥粘滯阻尼方法及阻尼器》通過在粘滯阻尼器缸體內設定多級活塞,將缸體分隔為多個腔室,使得每級活塞兩端的壓差逐級降低,有效降低每級活塞孔內的流速,可在實現大噸位阻尼力的工況下避免產生氣蝕;通過在每級活塞上面設定薄壁小孔閥,薄壁孔阻尼機理與阻尼介質的粘度無關,可有效禁止環境溫度變化對阻尼器工作穩定性方面的影響;通過調整薄壁小孔閥的個數及活塞級數,方便靈活調節粘滯阻尼器的阻力係數。
《一種串、並聯多級閥粘滯阻尼方法及阻尼器》的優點可概括如下:
1.通過串聯多級活塞,降低每級活塞薄壁阻尼閥內的流體介質流速,避免氣蝕產生,可有效提高粘滯阻尼器的阻尼力值。
2.通過串聯多級活塞,且在活塞上並聯多個薄壁阻尼閥,可有效調節粘滯阻尼器的阻尼係數,實現參數化設計。
3.通過在活塞上並聯多個薄壁阻尼閥,使得阻尼作用機理與缸內及環境溫度無關,大大提高粘滯阻尼器的性能穩定性。
4.通過串聯多級活塞,可在缸體內形成多個支點,大大提高較長行程下粘滯阻尼器的抗彎性能及動密封裝置端面的受力性能,提高粘滯阻尼器的耐久性。

實施案例

下面結合實施例和附圖對《一種串、並聯多級閥粘滯阻尼方法及阻尼器》進一步說明,該實施例粘滯阻尼器的最大阻尼值F為3000千牛,阻尼係數C為4750千牛(秒/米),速度指數α為0.4,最大行程±500毫米。由公式(1)-(8)計算確定採用缸體5內徑為320毫米,缸體5外徑為400毫米,活塞桿3直徑為125毫米,缸體5內淨面積A為0.0682平方米,阻尼介質12採用粘溫特性更穩定的甲基矽油。採用串聯m=2級活塞的方式,其中第一級活塞兩端壓差Δp1為29.35兆帕,產生2000千牛的阻尼力,第二級活塞兩端壓差Δp2為14.68兆帕,產生1000千牛的阻尼力,每級活塞上面單向並聯n=5個薄壁小孔閥,因此阻尼器拉、壓兩方向共使用了20個同樣的薄壁小孔閥,薄壁小孔閥安裝於液壓缸活塞的安裝孔中。採用上述物理參數可得到預期的F、C及α參數值。
當左右兩萬向球鉸1距離伸長時,粘滯阻尼器產生受拉方向阻尼力,此時,由於串聯的兩級活塞7上的薄壁阻尼閥6的節流作用使得每級活塞7兩端產生一定量的壓差,調整矽油在該節流方向上兩級活塞7上薄壁阻尼閥6中阻尼係數值,使得第一級活塞兩端壓差產生2000千牛的阻尼力,第二級活塞兩端壓差產生1000千牛的阻尼力,兩級活塞壓差產生的受拉阻尼力之和為3000千牛,同樣,當左右兩萬向球鉸1距離縮短時,粘滯阻尼器產生受壓方向阻尼力,此時,由於串聯的兩級活塞7上的薄壁阻尼閥6的節流作用使得每級活塞7兩端產生一定量的壓差,調整矽油在該節流方向上兩級活塞7上薄壁阻尼閥6中阻尼係數值不同,使得第一級活塞兩端壓差產生2000千牛的阻尼力,第二級活塞兩端壓差產生1000千牛的阻尼力,兩級活塞壓差產生的受壓阻尼力之和為3000千牛。

榮譽表彰

2018年12月20日,《一種串、並聯多級閥粘滯阻尼方法及阻尼器》獲得第二十屆中國專利優秀獎。

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