用于高效扭转磁力-机械共振器的轴承

旋转磁体最近被用于产生低频信号，以实现穿透岩石和穿透海水的通信。磁力-机械共振器（MMR）阵列——即具有恢复扭矩的磁化扭转旋转子——是一种有前景的实现方式，利用共振来增强磁信号产生。MMR 设计的根本挑战在于， suspension system（悬停系统）能够抵抗大的横向磁力，同时在低阻尼下实现大角度运动，从而实现高效率。本文研究了基于 Flexure（柔性）轴承作为 MMR 旋转子的 compliant support elements（顺应支撑元素），以解决这一挑战，并展示了其高效低阻尼运行。交叉-flexure 配置使可实现围绕中心轴的大角度旋转、大横向刚度以及通过几何 flexure 互锁实现紧密排列旋转子阵列的紧凑装配。我们对采用这些提议轴承支撑的 MMR 的固有频率性能和结构阻尼进行了表征。我们 developed（我们开发了）分析和数值模型来研究其静态和动态行为，包括耦合动态模式。我们演示了其阻尼系数比相应的球面轴承 MMR 低最高可达 80 倍。该研究广泛适用于诸如磁力-机械发射器、超材料和能量收集器等利用耦合扭转振子阵列的各种系统。