筒型永磁涡流阻尼特性理论建模及实验研究

汤劲松，刘 宁，杨博伦，孙明亮

（南京理工大学机械工程学院，江苏 南京 210094）

1 引言

电涡流原理广泛应用于测试[1]、制动等领域。电涡流阻尼器利用导体切割磁感线，在导体中产生电磁涡流，形成反向感应磁场并产生涡流阻尼力，阻碍原磁场与导体相对运动并消耗一部分动能。而传统液压阻尼器依靠机械摩擦耗能，需要工作流体，长期使用的阻尼器将不可避免地出现磨损和液体泄漏等现象，降低阻尼器使用寿命、增加维护成本。相比之下，电涡流阻尼器具有非接触、无摩擦，结构简单、可靠性高等优点，广泛应用于航空航天、建筑桥梁、高速列车和军事装备等减振制动领域。

文献[2-5]对板式电磁涡流阻尼器进行了试验和有限元分析，分析了导体板厚度，导磁钢板厚度等多种因素对阻尼器性能的影响规律。文献[6]对强冲击载荷下筒式永磁涡流阻尼器阻尼性能进行了研究，分析了强冲击载荷下阻尼器的阻力特性。文献[7]提出了一种新型的可用于航天器振动被动抑制的永磁涡流阻尼器，进行了三维瞬态磁场有限元分析和实验研究，验证了该结构的可行性。文献[8]研究了电涡流阻尼器在数控加工过程中的振动抑制作用。文献[9-11]研究了永磁涡流阻尼器对悬臂梁振动的抑制效果，分析了不同空气间隙下的阻尼比，并且比较了单个永磁体和两个永磁体对称分布两种不同情况下的结果。文献[12]研究了永磁体在圆柱导体筒中运动的规律，但在推导涡流阻尼系数时，为了简化计算将径向磁感应强度沿外筒径向分布近似为一常数，使得理论结果与实际情况相差较大。……