【摘 要】
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核潜艇中反应堆的隔振系统需要面对辐照环境和变化的振动激励。传统的阻尼器一旦制作完成其性能便会固定,而可控阻尼器在面对不同的振动工况时有很大的灵活性。磁流变阻尼器作为可控阻尼器的典型代表,具有优良的阻尼性能,但存在无法避免的沉降、密封和不耐辐照等问题。颗粒阻尼器具有减振频带宽,适用于各种极端环境且密封要求不高等优势,但其可控特性和阻尼性能较差。针对这两种阻尼器存在的不足和辐照等极端环境下的减振需求,
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核潜艇中反应堆的隔振系统需要面对辐照环境和变化的振动激励。传统的阻尼器一旦制作完成其性能便会固定,而可控阻尼器在面对不同的振动工况时有很大的灵活性。磁流变阻尼器作为可控阻尼器的典型代表,具有优良的阻尼性能,但存在无法避免的沉降、密封和不耐辐照等问题。颗粒阻尼器具有减振频带宽,适用于各种极端环境且密封要求不高等优势,但其可控特性和阻尼性能较差。针对这两种阻尼器存在的不足和辐照等极端环境下的减振需求,本文设计了一款采用微球作为工作介质的磁控阻尼装置,重点对其结构设计,磁路模型,阻尼介质运动状态和示功特性进行了研究,具体的工作内容如下:（1）通过分析微球介质的特性和磁场施加的难易程度选取了剪切工作模式,基于软磁性、流动性、硬度和耐磨等原则选择了铁钴镍微球作为阻尼介质,阐述了装置的工作原理,完成了对装置的整体结构设计与3D建模。（2）设计了磁路结构,并对各部分材料进行了选择。使用振动样品磁强计测量得到了微球的B-H曲线,并对磁路模型进行分析,确定了装置参数。通过有限元仿真软件分析了缸筒厚度、阻尼通道间隙和励磁电流大小对通道处磁感应强度的影响,验证了磁路设计的合理性。通过对磁场下微球运动状态的分析,使用考虑有效接触面积的库仑摩擦定律得到了装置在磁场下理论示功图形状应当为矩形。（3）对阻尼装置进行了示功测试,测试结果验证了阻尼装置的速度无关性。对比理论模型分析了示功图产生畸变的原因,发现了挡板的加工精度问题和装置在过小振幅振动下的局限性。分析了电流-阻尼力曲线,结果表明该装置的阻尼力在0 A至4 A电流下可以实现250 N至1700 N可调,达到了设计目标,与变电流磁场仿真结果的趋势对应,验证了磁控微球阻尼方案的可行性。（4）设计并制作了带有坡度的活塞且制作了基于Q195钢球介质的阻尼装置,通过磁场有限元仿真分析了通道内的磁感应强度。测试结果表明其阻尼性能较差,可控性与变电流磁场仿真结果的趋势对应。
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