Właściwości sprężyste zawiesin elektroreologicznych.

• Autorzy: Osuchowski M. , Płocharski J.
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Elektroreologiczne (ER) ciecze są bardzo interesującymi materiałami ponieważ pod wpływem zewnętrznego pola elektrycznego zmieniają swoje właściwości reologiczne. Właściwości reologiczne (lepkość, granica płynięcia, moduł sprężystości, itd.) zawiesiny ER zmieniają się o kilka rzędów wielkości w zewnętrznym polu elektrycznym o wartości kilku kilowoltów na milimetr. Dzięki łatwej kontroli właściwości reologicznych w szerokim zakresie (od cieczy do ciała stałego) tych zawiesin, mogą one być zastosowane w wielu obszarach przemysłowych. Proponowane aplikacje dla tych zawiesin obejmują: amortyzujące poduszki dla silników samochodowych, amortyzatory samochodowe, sprzęgła, hamulce oraz elementy chwytne w robotach. W tym artykule opisano badania mechanicznych właściwości zawiesin elektroreologicznych. Właściwości mechaniczne tych zawiesin są związane z wartością modułu sprężystości G. Wartości modułu sprężystości otrzymano przy zastosowaniu reometru, który pracował w trybie kontrolowanego naprężenia. Na podstawie badań ustalono, że moduł sprężystości zależy od natężenia pola elektrycznego oraz stężenia objętościowego zawiesiny. W tych eksperymentach zastosowano zawiesiny polianiliny w oleju silikonowym o stężeniu objętościowym fazy stałej 10 i 17%.

EN

Electrorheological (ER) fluids are fascinating materials that undergo dramatic reversible changes in their rheological properties upon the application of electric fields. The rheological properties (viscosity, yield stress, shear modulus, ect.) of an ER suspension could reversibly change by several orders of magnitude under an external electric field with the strength of several kilovolts per millimeter. Since its mechanical properties can be easily controlled within a wide range (almost from a pure liquid to a solid), the ER fluid could be used as an electric and mechanical interface in various industrial areas. Applications proposed for these fluids include active engine mounts, shock absorbers, clutches, brakes, and robotic devices. This paper is concerned with an experimental investigation of mechanical properties of ER suspensions. Their mechanical properties are connected with value of elastic modulus G. Values of elastic modulus were obtained by use of the controlled stress rheometer. Elastic modulus is dependent on electric field strength and volume fraction of dispersed particles. In our investigations were used 10 and 17%-vol. suspension of polyaniline dispersed in silicone oil.

Słowa kluczowe

PL

moduł sprężystości; ciecz ER; amortyzator; właściwości mechaniczne

EN

elastic modulus; ER fluids; shock absorber; mechanical properties

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych
• Czasopismo: Szkło i Ceramika
• Rocznik: 2006
• Tom: R. 57, nr 4
• Strony: 34--38
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Osuchowski M.

autor

Płocharski J.

• Instytut Szkła i Ceramiki, Warszawa

Bibliografia

• [1] W. M. Winslow: Induced fibrillation of suspensions, J. Appl. Phys., 20 (1949)1137.
• [2] W. M. Winslow: U.S. Patent 3047507,1962.
• [3] W. M. Winslow: U.S. Patent 2661596, 1953.
• [4] W. M. Winslow: U.S. Patent 2417850.1947.
• [5] D. Gillies, L. Sutcliffe, P. Bailey: GB Patent 2219598.1989.
• [6] C.P. Bryant, K. Lal, J.W. Pialet: U.S. Patent 5435932,1995.
• [7] J. D. Carlson, K. D. Weiss, J. E. Bares: WO Patent 9312192, 1993.
• [8] J. E. Stangroom, GB Patent 1570234, 1980.
• [9] D. Prick, H. Grasshoff, H. Kohnz, P. Finmans, T. Carstensen, in.: U.S. Patent 5800731, 1998.
• [10] K. Haji, M. Sasaki, M. Matsuno: European Patent 0798368.1997.
• [11] J.E. Stangroom: GB Patent 2119392,1983.
• [12] Y. Otsubo, Y. Suda: Electrorheological toners for electrophotography, J. Colloid Interf. Sci., 253 (2002) 224.
• [13] J.J.R. Hayes, D.A. Foutch, S.L. Wood: Influence of viscoelastic dampers on the seismic response of a lightly reinforced concrete flat slab structure, Earthquake Spectra, 15(4) (1999) 681.
• [14] J.L. Mikolajsen, M.S. Hoque: An electroviscous damper for rotor applications. J. Vib. Acoust., 112 (1990) 440.
• [15] R. Sheng, G.A. Flores, J. Liu: In vitro investigation of a novel cancer therapeutic method using embolizing properties of magnetorheological fluids, J. Magn. Reson. Med., 194 (1999) 167.
• [16] T. Kuriyagawa, M. Saeki, K.Syoji: Electrorheological fluid-assisted ultra-precision polishing for small three-dimensional parts, J. Int. Soc. Eng., 26 (2002) 370.
• [17] S.B. Choi, Y.T. Choi, E.G. Chang, S.J. Hang, C.S. Kim: Control characteristics of continuously variable ER damper. Mechatronics, 8(2) (1998) 143.
• [18] M. Osuchowski: Badania właściwości lepkosprężystych wybranych zawiesin elektroreologicznych, rozprawa doktorska PW.
• [19] D. R. Gamota, A. S. Wineman, F, E. Filisko: Fourier transform analysis: Nonlinear response of electrorheological material, J. Rheol. 37 (1993) 919.
• [20] K. Koyama, K. Minagawa. T. Yoshida, N. Kuramoto, K. Tanaka, in; R. Tao, G.D. Roy (Eds): Eletrorheological fluids, mechanism, Properties, Technology, and Applications, Proceedings of the fourth international Conference on Electrorheological Fluids, Feldkirch, Austria 20-23 July 1993, World Scentic, Singapore, (1994) p. 100.
• [21] M. Pathasarathy, K H. Ahn, M. B. Belongia, D. J. Klingenberg: The role of the suspension in the dynamic response of electrorheological suspension, Int. J. Mod. Phys. B 8 (1994) 2789.
• [22] Y. Otsubo, M. Sekine, S. Katayama: Electrorheological properties of silica suspension, J Rheol. 36 (1992) 479.