Реологические системы демпфирования, применяющие комбинированные и ротационные магнитореологические технологии

Автор: Найгерт Катарина Валерьевна, Целищев Владимир Александрович

Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Машиностроение @vestnik-susu-engineering

Рубрика: Расчет и конструирование

Статья в выпуске: 1 т.19, 2019 года.

Бесплатный доступ

Неоспоримым преимуществом магнитореологических опор является адаптивность жесткостных характеристик и возможность их регулирования в реальном времени. Поэтому совершенствование конструкций магнитореологических систем амортизирования и виброгашения, а также их методик моделирования и расчета является актуальным направлением научно-исследовательской деятельности. Необходимо отметить, что магнитореологическим системам присуща нестабильность рабочих параметров, вызванная нагревом магнитореологической рабочей среды в управляющих электромагнитных полях с изменением вязкостных характеристик жидкости носителя. Возможны различные варианты решения данной эксплуатационной проблемы. Во избежание данного негативного фактора требуется осуществление оптимального термостатирования рабочей среды магнитореологических систем. Для стабилизации температурных параметров рационально осуществление динамического управления системой термостатирования и реализация новых конструктивных решений. Представленная система термостатирования имеет оригинальную запатентованную конструкцию реологического дросселя-термостата, содержащего термоэлектрические элементы и позволяющего производить охлаждение рабочей среды на качественно новом уровне. Одним из возможных способов борьбы с нестабильностью рабочих характеристик магнитореологических систем амортизирования и демпфирования является выполнение их комбинированного типа с разделением рабочей камеры на полость, заполненную магнитореологической жидкостью, и полость, заполненную иной демпфирующей средой. Предложенная конструкция адаптивного комбинированного реологического амортизатора оригинальна и запатентована. Изложены основы методологии расчета жесткостных характеристик магнитореологической рабочей полости, конструктивно выполненной составной из субполостей, имеющих индивидуальные управляющие электромагниты и обладающих вариабельными диссипативно-жесткостными свойствами магнитореологической среды, распределенными по длине магнитореологической рабочей полости. Рассмотрены варианты оптимизации распределения диссипативно-жесткостных характеристик для субполостей и их рационального сочетания с целью создания жидкостных систем амортизирования нового поколения. Описанная магнитореологическая система демпфирования и виброгашения содержит магнитодинамический насос оригинальной и запатентованной конструкции, реализующий транспортировку магнитореологической рабочей среды при помощи винтового управляющего электромагнитного поля.

Еще

Магнитореологические опоры, дилатантная жидкость, диссипативно-жесткостные свойства, энергоэффективность, адаптивные комбинированные реологические амортизаторы, рессорно-реологическая система

Короткий адрес: https://sciup.org/147231734

IDR: 147231734   |   DOI: 10.14529/engin190103

Список литературы Реологические системы демпфирования, применяющие комбинированные и ротационные магнитореологические технологии

  • Steven, R.A. A Review of Power Harvesting Using Piezoelectric Materials / RA. Steven, A.S. Henry // Smart Mater. Struct. - 2007. - Vol. 16, no. 1. - P. 43-50. DOI: 10.1088/0964-1726/16/3/R01
  • New Composite Elastomers with Giant Magnetic Response / A.V. Chertovich, G.V. Stepanov, E.Y. Kramarenko, A.R. Khokhlov // Macromolecular Materials and Engineering. - 2010. - Vol. 295, no. 4. - P. 336-341. DOI: 10.1002/mame.200900301
  • Magnetization reversal of Ferromagnetic Nanoparticles Induced by a Stream of Polarized Electrons / M.A. Kozhushner, A.K. Gatin, M.V. Grishin et al. // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. - 2016. - Vol. 414. - P. 38-44. DOI: 10.1016/j.jmmm.2016.04.045
  • Martinez, B. Magnetic Properties of Gamma-Fe2O3 Nanoparticles Obtained by Vaporization Condensation in a Solar Furnace / B. Martinez, A. Roig, X. Obradors // J. Appl. Phys. - 1996. - Vol. 79. - P. 2580-2586. DOI: 10.1063/1.361125
  • Magnetic and Mössbauer Spectroscopy Studies of Hollow Microcapsules Made of Silica-Coated CoFe2O4 Nanoparticles / I.S. Lyubutin, N.E. Gervits, S.S. Starchikov et al. // Smart Materials and Structures. - 2015. - Vol. 25, no. 1. - P. 015022. DOI: 10.1088/0964-1726/25/1/015022
  • Brigadnov, I.A. Mathematical Modeling of Magneto-Sensitive Elastomers / I.A. Brigadnov, A. Dorfmann // Int. J. Solid. Struct. - 2003. - Vol. 40. - P. 4659-4674. 10.1016/S0020-7683(03) 00265-8
  • DOI: 10.1016/S0020-7683(03)00265-8
  • Multifunctional Properties Related to Magnetostructural Transitions in Ternary and Quaternary Heusler Alloys / I. Dubenko, A. Quetz, S. Pandey et al. // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. - 2015. - Vol. 383. - P. 186-189.
  • DOI: 10.1016/j.jmmm.2014.10.083
  • Magnetic and Viscoelastic Response of Elastomers with Hard Magnetic Filler / E.Y. Kramarenko, A.V. Chertovich, G.V. Stepanov et al. // Smart Materials and Structures. - 2015. - Vol. 24. - P. 035002.
  • DOI: 10.1088/0964-1726/24/3/035002
  • Бибик, Е.Е. Реология дисперсных систем / Е.Е. Бибик. - Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1981. - 172 с.
  • Stepanov, G.V. Magnetorheological and Deformation Properties of Magnetically Controlled Elastomer with Hard Magnetic Filler / G.V. Stepanov, A.V. Chertovich, E.Y. Kramarenko // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. - 2012. - Vol. 324 - P. 3448-3451.
  • DOI: 10.1016/j.jmmm.2012.02.062
  • Dorfmann, A. Nonlinear Magnetoelastic Deformations / A. Dorfmann, R.W. Ogden // Q. J. Mech. Appl. Math. - 2004. - Vol. 57 (4). - P. 599-622.
  • DOI: 10.1093/qjmam/57.4.599
  • Bustamante, R. A Nonlinear Magnetoelastic Tube under Extension and Inflation in an Axial Magnetic Field: Numerical Solution / R. Bustamante, A. Dorfmann, R.W. Ogden // J. Eng. Math. - 2007. - Vol. 59. - P. 139-153.
  • DOI: 10.1007/s10665-006-9088-4
  • Пат. № 175044 Российская Федерация, МПК F16F 9/53. Адаптивный комбинированный реологический амортизатор / К.В. Найгерт, В.Т. Тутынин. - № 2017130606; заявл. 29.08.2017; опубл. 20.11.2017, Бюл. № 32.
  • Пат. № 173746 Российская Федерация, МПК F16K 13/08. Реологический дроссель-термостат / К.В. Найгерт, В.Т. Тутынин. - № 2017115492; заявл. 02.05.2017; опубл. 07.09.2017, Бюл. № 25.
  • Пат. № 2634163 Российская Федерация, МПК F15B 13/043, F15B 21/06. Магнитореологический привод прямого электромагнитного управления характеристиками потока верхнего контура гидравлической системы золотника / К.В. Найгерт, С.Н. Редников. - № 2015138981; заявл. 18.08.2014; опубл. 24.10.2017, Бюл. № 30.
  • Пат. № 2634166 Российская Федерация, МПК F15B 13/043, F15B 21/06. Магнитореологический привод прямого электромагнитного управления характеристиками потока верхнего контура гидравлической системы с гидравлическим мостиком / К.В. Найгерт, С.Н. Редников. - № 2015138981; заявл. 18.08.2014; опубл. 24.10.2017, Бюл. № 30.
  • Гусев, В.В. Физические основы проектирования оборудования: учеб. пособие / В.В. Гусев, В.К. Самойликов. - М.: МИЭТ, 1999. - 141 с.
  • Bustamante, R. On Variational Formulations in Nonlinear Magnetoelastostatics / R. Bustamante, A. Dorfmann, R.W. Ogden // Math. Mech. Solids. - 2008. - Vol. 13. - P. 725.
  • DOI: 10.1177/1081286507079832v1
  • Refractive Index Sensor Based on Magnetoplasmonic Crystals / A.A. Grunin, I.R. Mukha, A.V. Chetvertukhin, A.A. Fedyanin // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. - 2016. - Vol. 415. - P. 72-76.
  • DOI: 10.1016/j.jmmm.2016.03.069
  • Filipcsei, G. Magnetodeformation Effects and the Swelling of Ferrogels in a Uniform Magnetic Field / G. Filipcsei, M. Zrínyi // J. Phys. Condens. - 2010. - Matter 22. - P. 276001.
  • DOI: 10.1088/0953-8984/22/27/276001
  • New Manganite-Based Mediators for Self-Controlled Magnetic Heating / O.A. Shlyakhtin, V.G. Leontiev, O. Young-Jei, A.A. Kuznetsov // Smart Materials and Structures. - 2007. - Vol. 16, no. 5. - P. 35-39.
  • DOI: 10.1088/0964-1726/16/5/N02
  • Material Transport of a Magnetizable Fluid by Surface Perturbation / V. Bohm, V.A. Naletova, J. Popp et al. // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. - 2015. - Vol. 395. - P. 67-72.
  • DOI: 10.1016/j.jmmm.2015.07.036
  • Carlson, J.D. MR Fluid, Foam and Elastomer Devices / J.D. Carlson, M.R. Jolly // Mechatronics. - 2000. - Vol. 10. - P. 555-569.
  • DOI: 10.1016/S0957-4158(99)00064-1
  • Такетоми, С. Магнитные жидкости / C. Такетоми, С. Тикадзуми. - М.: Мир, 1993. - 272 с.
Еще
Статья научная