[0001] 本发明属于阻尼器技术领域，涉及一种双电场混合式电流变阻尼器，适用于建筑、机械、车辆船舶、航空航天等行业。

[0002] 电流变液是由可极化微粒分散于基液中形成的一种悬浮液，在外加电场的作用下其粘度流变行为可随电场强度等发生变化，可由极易流动的液体变成粘弹性流体、半固态流体甚至是固体。电流变液主要经历两代电流变液发展。第一代称为介电型电流变液，经过第一性原理进行理论计算，得出这类电流变液的剪切强度上限只能达到10kPa左右，传统电流变液的机理决定其屈服应力较低，无法满足实际应用要求。2003年温维佳等人在文章The giant electrorheological effect in suspensions of nanoparticles.Nature Materials,2003,2(11):727‑730.中提出一种巨电流变液，其屈服强度超过100kPa，然而对于巨电流变液致命的缺陷是颗粒表面的涂层或改性层容易磨损，导致极性分子失效。2023年陆坤权等人在文章Induced dipoledominant giant electrorheological fluid[J].Chinese Physics B,2023,32(07):633‑642.中提出诱导偶极子电流变液，具有优异的综合性能：高屈服强度(>100kPa)、低漏电流密度(<20μA/cm2)、良好的温度稳定性、耐磨性和抗沉降性。制备方法简单，重复性好，成本低等优点。这一突破性进展向人们展示出电流变体的巨大应用价值。

[0003] 各种建筑结构或机械结构在服役过程中振动或冲击载荷会严重影响其安全性及使用寿命。在结构上安装可以耗能减振的阻尼器件是减小其振动或冲击响应、增加其安全性和稳定性的有效手段。传统的被动控制阻尼器如液压阻尼器仅能提供不可调节的阻尼力其振动控制效果不理想。采用电/磁流变体制备的智能阻尼器可以通过对电/磁场强度的调节来根据工况实时连续地调节阻尼力，从而实现结构振动或冲击的主动及半主动控制更好地防止结构的失效破坏。相对于磁流变阻尼器以巨电流变体为核心材料的电流变阻尼器具有稳定性高、结构简单、阻尼力调节范围大、响应快等优点。

[0004] 根据工作原理电流变阻尼器分为剪切模式电流变阻尼器、流动模式电流变阻尼器和复合模式电流变阻尼器。剪切模式电流变阻尼器工作原理：在一般情况下，剪切模式阻尼器，由活塞杆、活塞体、电极、工作缸及蓄能器等几个主要部分组成，如图1(a)所示。它的主要特点是工作缸上、下腔的压强差近似等于零，环状电极间隙内的电流变液流体基本上处于非流动状态，阻尼力仅来源于活塞电极对流体的剪切作用，通过调节施加在电极间的电场场强来调节电流变体的屈服应力，以实现调节阻尼力的目的。流动模式电流变阻尼器工作原理：流动模式阻尼器主要由工作缸、蓄能器、工作电极、活塞体与活塞杆等组成，如图1(b)所示。它与剪切模式阻尼器在结构上的重要差别在于活塞体与工作电极的正极是分立的，即电极是固定的，当活塞进行往复运动时，使得电流变液流体在上、下腔之间产生压强差，而这个压强差促使电流变液流体在电极间隙间作往复流动，于是电极间隙对电流变液流体就产生了节流作用，进而就形成了阻尼力。通过调节施加在电极间的工作电场场强就可实现调节阻尼力的目的了。复合模式电流变阻尼器工作原理：复合模式阻尼器也是由工作缸、蓄能器、工作电极、活塞体及活塞杆等组成，如图1(c)所示。它是综合了上述两种类型阻尼器的共同特点，即阻尼力的产生是由于电流变液流体在流经工作电极间隙时活塞体对电流变液流体的剪切作用加上电极间隙对电流变液流体的节流作用联合作用，改变作用于电极间的工作电压，即可改变电极间流体的流变状态进而达到调节阻尼力的目的。

[0005] 由于电场设置问题以及阻尼器工作形式单一，在实际工程中通常要求电流变阻尼器能提供较大的阻尼力但是由于传统结构阻尼器电场设置问题以及阻尼器工作形式单一问题这使得设计的电流变阻尼器体积和质量较大，极板和导线设置复杂。此外，因阻尼器灌液不满腔体中存在气泡导致活塞杆滑移。因此急需开发一种电场设置合理、剪切式和阀式巧妙结合、小体积大出力、活塞杆无滑移的新型电流变阻尼器，以满足工业发展的需要。

[0033] 以下结合技术方案和附图详细叙述本发明的具体实施方式。

[0034] 本发明的具体实施方式见图2至图8，可知，本实例所述双电场混合式电流变液阻尼器包括测压接头17、外筒6、内筒8、活塞9、活塞杆11、左端盖1、右端盖14、左尼龙套管3、右尼龙套管13；外筒6内套内筒8，内筒8左部与右部沿周围根据等流量原理均布有常通孔12。测压接头17螺纹连接于外筒6外侧，和内筒8上任一常通孔位置对齐。外筒6套于左尼龙套3、右尼龙套13外，内筒8两端分别搭接在左尼龙套管3、右尼龙套管13的倒L形环状凹槽内，左尼龙套管3、右尼龙套管13使外筒6、内筒8绝缘且形成均匀等间隙的阀式环形通道7。外筒6和左尼龙套管3、右尼龙套管13外部安有左端盖1、右端盖14，其中左端盖1、右端盖14与外筒
6采用螺纹连接，左端盖1、右端盖14分别和左尼龙套管3、右尼龙套管13采用螺栓连接。实心活塞杆11穿过左端盖1、右端盖14和左尼龙套管3、右尼龙套管13，左端盖1、右端盖14和左尼龙套管3、右尼龙套管13对活塞杆11具有限位作用。活塞杆11中间螺纹连接活塞9，活塞9套于内筒8内部并和内筒8之间形成均匀的剪切式环形间隙10。导线通过右端盖14和右尼龙套管13上的导线通孔16与内筒8连接，右端盖14和右尼龙套管13设置注液孔20。活塞9将内筒8分为左腔18和右腔19，内筒8左端和右端周边均布常通孔12，这使得液体可以通过阀式环形通道7在左腔18和右腔19中流动；同时液体可以通过剪切式环形间隙10在左腔18和右腔19中流动。左尼龙套管3、右尼龙套管13上有O型密封圈2、导向环4和轴用U形圈5，防治液体泄漏。

[0035] 下面简述本发明的工作过程：

[0036] 本发明双电场混合式电流变液阻尼器使用时被灌满电流变液体，通过测压接头17注入一定量的电流变液。将电源正极连接在导线上，使内筒8连接电源正极，外筒6和活塞杆11接地。这样内筒8变为正极板，活塞9通过活塞杆11和内筒8分别为负极板，在阀式环形通道7和剪切式环形间隙间10分别形成电场。在通电状态下，当活塞杆11受外力后往复循环运动时，一部分电流变液体在剪切式环形间隙10中流动于左腔18和右腔19中，一部分电流变液通过内筒中的两端端部小孔在阀式环形通道中流动于左腔18和右腔19中。可以通过改变内筒8即正极板的接入电压值改变阀式阻尼器和剪切式阻尼器的电场强度值，从而改变流经阀式环形通道7和剪切式环形间隙10的电流变液剪切强度，从而调节阻尼器出力。阻尼器总出力值等于阀式电流变阻尼器和剪切式电流变阻尼器出力值之和。由于电场连续变化可使电流变液体的电致阻尼力连续变化，故可导致阻尼器阻尼力的连续变化。

[0037] 使用过程中，如果其中一负极板失灵，此双电场混合式电流变阻尼器变成阀式电流变液阻尼器和剪切式液压阻尼器的并联或者是剪切式电流变液阻尼器和阀式液压阻尼器的并联。如果正极板失灵或输入电压值为0时，此阻尼器变成阀式液压阻尼器和剪切式液压阻尼器的并联，此时阻尼器阻尼系数最小。