文献综述
0 引言
磁介质阻尼器主要是根据法拉第电磁感应定律、楞次定律等物理规律，基于导体在磁场中运动或在交变磁场中产生电涡流效应的原理来工作的。一个简单的磁介质阻尼器的结构如图1所示。阻尼器由磁性材料硅钢片叠合组装，在其上绕漆包线而成。硅钢片内表面形成磁极，线圈内通电后将在空间产生磁场。薄圆盘固定在电机转轴上，阻尼器用支架夹持，与圆盘之间存在一定的间隙。因此，其在产生阻尼力的过程中，具有非接触、无机械摩擦和磨损、噪声小、维护方便、可靠性高、阻尼力可调、寿命长、污染小等优点。这些优点使之在抑制振动、车辆悬挂系统、空间对接机构、高速列车的制动、传动系统等工程领域中的应用非常广泛，满足航天、航空、兵器等大型领域对阻尼器的要求，有着光明的应用前景。
图1 磁介质阻尼器结构简图
进行磁介质阻尼器的研究采用的方法主要有解析法、有限元法和实验法。其中， 采用解析法可以非常直观地看出电磁参数与制动特性之间的关系，经常用于磁介质阻尼器的初步设计。但是由于解析法一般都会忽略漏磁、导体板温度变化等非理想状态的影响，存在着一定的局限性。有限元法主要分为二维有限元法与三维有限元法。有限元法是随着电子计算机的发展而迅速发展起来的一种现代计算方法，计算精度高，而且能够模拟各种复杂结构的电磁装置，是常用的工程分析手段。但是有限元法相对于解析法，计算周期长，对计算机硬件要求较高。实验是验证理论的最终手段，在建立模型的过程中，我们往往会将其理想化，忽略现实中存在的种种局限，因此，不管是解析法还是有限元法都必须通过实验验证其准确性与有效性。
通过对大量文献的阅读和分析，总结了国内外学者对不同结构的磁介质阻尼器的研究情况，并且指出了还需要进一步研究的问题和发展前景。
1 磁介质阻尼器的研究与应用现状
近些年来，国内外学者对于磁介质阻尼器的研究在不断地发展和实施，在这方面取得了许多重大的突破与研究成果。
浙江大学学者祝长生提出了一种用于转子系统的非接触式径向磁介质（电涡流）阻尼器 （图2）。该径向磁介质阻尼器的内外环均为导磁材料，线圈设置在内环上。并使用了定心弹簧，其目的首先是为了限制内环 的旋转运动,从而消除由内环在磁场中旋转可能 产生的不稳定问题，其次是在内外环都为磁性材 料的情况下,产生一个使内外环不被磁力吸在一起的线圈电流或电压 , 以使磁介质阻尼器正常工作。同时，祝长生教授还对这种阻尼器在恒定磁场条件下的动力学特性以及对转子系统振动的控制能力进行了研究。经过研究改善，这种径向磁介质阻尼器具有结构简单、非接触、无需工作介质 、动力特性可控等特点， 而且在设计良好的情况下还能够显著地减小转子系统的振动，使得径向磁介质阻尼器的发展研究有了新的突破。此外，祝长生教授又对时变磁场下径向磁介质阻尼器的动力学特性进行了研究和分析，也取得了重大进展。
湖南大学的陈政清教授与华北水利水电学院学者汪志昊等研发的永磁式电涡流调谐质量阻尼器在传统的调谐质量阻尼器进行了改进，更好的满足了桥梁减振的需要。另外，陈政清教授带领着他的团队发明了板式磁介质阻尼器，减轻了阻尼器本身的质量，提高了电涡流的耗能密度，而且构造简单，易于调节阻尼比，可以满足大型结构减振的要求，已用于大跨度人行桥、拱桥刚性吊杆的振动控制。图3为永磁式电涡流调谐质量阻尼器样机的示意图，该样机主要由质量块、 弹簧、永磁体和导体板组成。其中，永磁体和导体板构成板式磁介质阻尼器。其基本原理是：永磁体固定在质量块上，随质量块 一起做竖向运动；导体板由铜板制成，通过杆件固定在支 座上。当质量块发生竖向振动时，铜板与永磁体发生相 对运动，铜板切割磁力线，产生电涡流阻尼进而实现减振的目的。他们为我国桥梁的减振工作作出了巨大的贡献，也鼓励了更多的科研工作者去进行研发创造。
