Electro-mechanical analysis of a magnetorheological damper with electrical steel laminations

• Autorzy: Gołdasz J.

Warianty tytułu

PL

Koncepcja tłoka amortyzatora samochodowego z cieczą magnetoreologiczną

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The study outlines the concept of piston for a magnetorheological (MR) damper. The piston configuration that is analyzed in the paper utilizes a core made out of six SiFe laminated stacks having radially projecting arms away from the centre of the core. The coil is then wound around the radially projecting arms. There has been no published data on the performance characteristics of MR dampers with such pistons. Therefore, in the author focuses on a parametric magneto-static study of such a piston configuration followed by calculations of its steady-state force-velocity maps. Damping force calculations were performed using the so-called biplastic Bingham model. The results are presented in the form of magnetic field’s contour maps, averaged flux density levels in the annulus and steady-state force-velocity maps, respectively, two different annular gap sizes in the piston and a range of coil currents from 0 to 5 A.

PL

W artykule przedstawiono koncepcję tłoka amortyzatora samochodowego z cieczą magnetoreologiczną (MR). Analizowana w artykule konfiguracja tłoka zawiera rdzeń, na którym promieniowo rozmieszczono sześć stosów z blachy elektrotechnicznej. Cewka rdzenia nawinięta jest wokół ramion każdego stosu. Opisano zasadę działania takiej konstrukcji amortyzatora. Zgodnie z aktualnym stanem wiedzy autora, do tej pory nie pojawiły się żadne publikacje dotyczące spodziewanych osiągów amortyzatorów MR tego typu. Przedstawiono wyniki obliczeń charakterystyk sił tłumienia takiego amortyzatora, przeprowadzając obliczenia numeryczne rozkładu pola magnetycznego oraz hydrauliczne z wykorzystaniem modelu biplastycznego Binghama. Wyznaczono rozkłady indukcji magnetycznej w tłoku oraz charakterystyki sił tłumienia w funkcji prędkości tłoka dla dwóch różnych wartości szczeliny w tłoku i zakresu prądu cewki od 0 do 5 A.

Słowa kluczowe

EN

magnetorheological damper; magnetostatic analysis; electrical steel core

PL

tłumik magnetoreologiczny; analiza magnetostatyczna; rdzeń z blachy elektrotechnicznej

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2013
• Tom: R. 89, nr 2a
• Strony: 8--12
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., schem., tab., wykr.

Twórcy

autor

Gołdasz J.

• BWI Group, Technical Center Kraków, ul. Podgórki Tynieckie 2, 30-399 Kraków

Bibliografia

• [1] Rabinov J., The magnetic field clutch, AIEE Transactions, 67(1948), 1308–1315
• [2] BWI Group, http://www.bwigroup.com (2012)
• [3] Carlson D.J, Chrzan M.J., Magnetorheological fluid dampers, US Patent 5277281, (1994)
• [4] Gavin, H.P., Optimal design of MR dampers, Proceedings of the US-Japan Workshop on Smart Structures for Improved Seismic Performance in Urban Regions, (2001), 225–236
• [5] B. Sapiński, Linear magnetorheological fluid dampers for vibration mitigation: modeling, control and experimental testing, Uczelniane Wydawnictwa Naukowo–Dydaktyczne, (2004)
• [6] Nguyen Q.H., Choi S.B., Optimal design of vehicle MR damper considering damping force and dynamic range, Smart Materials and Structures, 18(2009), 015013
• [7] Nguyen Q.H., Han Y.M., Choi S.B., Wereley N.M., Geometry optimisation of MR valves constrained in a specific volume using finite element method, Smart Materials and Structures, 16(2007), 2242–2252
• [8] Oliver M., Kruckemeyer W., Magnetorheological damping valve using laminated construction, US Patent 6481546, (2002)
• [9] Gołdasz J., Sapiński B., Non-dimensional characterization of flow-mode magneto-rheological/electro-rheological fluid dampers, Journal of Intelligent Material Systems and Structures, 14(2012), 1545-1562
• [10] Phillips R.W., Engineering applications of fluids with a variable yield stress, PhD Thesis, University of Berkeley, (1969).
• [11] Wereley N.M, Pang L., Nondimensional analysis of semi-active electrorheological and magnetorheological dampers using approximate parallel plate models, Smart Materials and Structures, 7(1998), 732-743.
• [12] Gavin, H.P., Hanson R.D., Filisko F.E., Electrorheological dampers, part I: analysis and design, Journal of Applied Mechanics, 63(1996), 678-682.
• [13] Gołdasz J., Sapiński B., Verification of MR shock absorber models with various piston configurations, Journal of Intelligent Material Systems and Structures, to be published.