Analiza pola magnetycznego w liniowym tłumiku magnetoreologicznym

• Autorzy: Sapiński B.

Warianty tytułu

EN

Analysis of magnetic field in a linear magnetorheological fluid damper

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule dokonano analizy pola w obwodzie magnetycznym liniowego tłumika magnetoreologicznego (MR). Celem podjętych badań jest określenie własności statycznych i dynamicznych tłumika. Opisano własności magnetyczne i reologiczne cieczy MR oraz przedstawiono budowę i zasadę działania tłumika MR. Przedstawiono model polowy obwodu magnetycznego tłumika dla stanu ustalonego (pole magnetostatyczne) oraz stanu nieustalonego. Uwzględniono nieliniowe własności magnetyczne elementów konstrukcyjnych tłumika oraz prądy wirowe indukowane w jego przewodzących elementach konstrukcyjnych. Stosując metodę elementów skończonych (MES), wyznaczono rozkład pola w obwodzie magnetycznym tłumika oraz obliczono przebiegi prądu w cewce przy wymuszeniach napięciowych skokowych oraz modulowanych szerokością impulsu. Określono model obwodowy tłumika. Wyniki obliczeń zweryfikowano, opierając się na przeprowadzonych pomiarach.

EN

The paper deals with the analysis of field distribution in the magnetic circuit of a linear magnetorhgeological (MR) fluid damper. The aim of investigations is to determine both static and dynamic properties of the damper. Magnetic and rheological properties of MR fluids are described. The construction and principle of the damper operation are also presented. The field model of the magnetic circuit for steady state (magnetostatic field) and for transient state are formulated. Nonlinear magnetic properties of constructional elements and rotary currents induced in conductive elements of the damper are considered. Field distribution in the magnetic circuit is computed by using finite elements method (FEM). Time courses of current in the coil for step voltage and PWM voltage inputs are also computed. Then the circuit model of the damper is formulated. Results of numerical calculation are verified via carried out measurements.

Słowa kluczowe

PL

pole magnetyczne; liniowy tłumik magnetoreologiczny; tłumik magnetoreologiczny; ciecze magnetoreologiczne

EN

magnetic field; linear magnetorheological fluid damper; magnetorheological fluid damper; magnetorheological fluids

• Wydawca: Wydawnictwa AGH
• Czasopismo: Automatyka / Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie
• Rocznik: 2004
• Tom: T. 8, z. 1
• Strony: 67--91
• Opis fizyczny: Bibliogr. 27 poz., rys., wykr., tab.

Twórcy

autor

Sapiński B.

• Katedra Automatyzacji Procesów, Akademia Górniczo-Hutnicza,

Bibliografia

• [1] Agrawal A., Kulkami P., Vieira S.L., Naganathan N.G.: An Overview of Magneto- and Electrorheological Fluids and Their Applications in Fluid Power Systems. No. 2, 2001, 5-36
• [2] Bolkowski S.: Komputerowe metody analizy pola elektromagnetycznego. Warszawa, WNT 1993
• [3] Bolter R., Janocha H.: Design Rules for MR Actuators in Different Working Modes. SPIE, vol. 3045, 148-159
• [4] Dyke S., Spencer B., Sain M., Carlson J.: Phenomenological Model of a Magnetorheological Damper. Journal of Engineering Mechanics, USA, 1996
• [5] Ginder J.M., Davis L.M., Elie L.D.: Rheology of Maagnetorheological Fluid Models and measurements. 5 th Int. Conf. on ERF, MRS and Their Applications, University of Sheffield, UK, 1995
• [6] Ginder J.M.: Rheology Controlled By Magnetic Fields. Encyclopedia of Applied Physics, 16, 1996. 487-503
• [7] Janocha H.: Adaptronics and Smart Structures. Germany, 1999
• [8] Jolly M.R., Bender J.W., Carlson J.D.: Properties and Applications of CommercialMR Fluids. SPIE - International Symposium on Smart Materials and Structures, USA, 1998
• [9] Jolly M.R., Carlson J.D., Munoz B.C.: A model of the Behaviour of Magnetorheological Materials. Smart Materials and Structures, No. 5, 1996, 607-614
• [10] Kembłowski Z.: Reometria płynów nienewtonowskich. Warszawa, 1973
• [11] Kordoński W.I.: Elements and Devices Based on Magnetorheological Ejfect. Journal of Intelligent Systems and Structures, vol. 4, January 1993, 65-69
• [12] Milecki A.: Investigation and control of magnetorheological fluid dampers. International Joumal of Machine Tools & Manufacture, 41, 2001, 379-391
• [13] Mohebi M., Jamasbi N.: Numerical Study of Magnetic Field Ramping Rate on the Structure Formation in Magnetorheological Fluids. Int. Journal of Modem Physics B, vol. 13, 1999, 2060- 2067
• [14] Rawa H.: Elektryczność i magnetyzm w technice. Warszawa, PWN 1994
• [15] Sapiński B., Szydło Z.: Konstrukcja i badania funkcjonalne doświadczalnego tłumika drgań z cieczą magnetoreologiczną. Zagadnienia Eksploatacji Maszyn. Wydawnictwo Naukowe PWN, z. 1 (133), 2003, 95-106
• [16] Sapiński B.: Analiza numeryczna pola magnetostatycznego w linowym tłumiku MR. Półrocznik AGH Automatyka, t. 6, z. 1, 2002
• [17] Sapiński B., Krupa S., Jaraczewski M.: Wpływ rozkładu pola magnetycznego na siłę oporu liniowego tłumika magnetoreologicznego. XXV IC-SPETO, International Conference on Fundamentals of Electrotechnics and Circuit Theory, Ustroń - Gliwice 2002, 29-32
• [18] Sapiński B., Rosół M.: Sterowniki mocy dla uzwojenia sterującego tłumika magnetoreologicznego. Miesięcznik Naukowo-Techniczny, Pomiary - Automatyka Robotyka, 9, 18-22
• [19] Shulman Z.P., Kordonsky VI., Zaltsgendler E.A., Prokhorov LV, Khusid B.M., Demchuk S.A.: Structure, physics and dynamics properties of MRS. Białoruś, 1985
• [20] Sikora R.: Teoria pola elektromagnetycznego. Warszawa, PWN 1997
• [21] Spencer B.F. et. al: "Smart" Dampers for Seismic Protection of Structures: A Full-Scale Study. II World Conf. on Structural Control, Japan 1998
• [22] Szeląg A., Milecki A.: Symulacja pola magnetycznego w magnetoreologicznym tłumiku drgań. IV Konferencja Naukowo-Techniczna Zastosowania Komputerów w Elektrotechnice, Poznań/ Kiekrz 1999, 189-192
• [23] Szulkin R, Pogorzelski.: Podstawy teorii pola elektromagnetycznego. Warszawa, WNT 1964
• [24] Tamm I.E.: Podstawy teorii elektryczności. Warszawa, WNT 1967
• [25] Yalcintas M., Dai H.: Performance comparision of Magnetorheological and Electroreological Materials in Adaptive Structural Applications. ASME, vol. 83, 1998
• [26] Zienkiewicz O.C.: 77ie Finite Element Method. Third Edition. McGraw Hill, Book Company Limited, UK, 1977
• [27] User ś guide FLUX 2D version 7.50 - CAD Packagefo