Автоматизация рабочего процесса магнитореологического дросселирующего устройства

Катарина Валерьевна Найгерт, Сергей Николаевич Редников

Аннотация


Анализируются элементы магнитореологических приводных систем. Рассматривается способ регулирования расхода в управляющей магнитореологической линии при помощи магнитореологического дросселирующего устройства и приводится метод автоматизации
рабочего процесса магнитореологического дросселирующего устройства. Описывается
способ реализации передачи управляющего сигнала и организации обратной связи по давлению. Приводится способ расчета управляющего сигнала контроллером и пример управляющего алгоритма. В тексте приводятся принципиальные электрические схемы управления рабочим процессом магнитореологического дросселирующего устройства, позволяющие применять подобные магнитореологические дросселирующие устройства в приводах автоматических и мехатронных систем. Также приведен способ осуществления регулирования рабочих процессов магнитореологического дросселирующего устройства при помощи включения в систему дифференциального манометра. Описывается функциональная схема реализации работы тензодатчика разности давления. Авторы предлагают принципиальную гидравлическую компоновочную схему для включения магнитореологического дросселирующего устройства в управляющий магнитореологический контур, предусматривающую термостатирование рабочей среды и позволяющую производить температурное дорегулирование реологических свойств рабочей жидкости. Приведен способ реализации проточного термостатирования рабочей среды магнитореологической системы.
Рассматриваются особенности управления системами термостатирования, созданными
на безе термоэлектрических полупроводниковых элементов. Описываются преимущества применения предложенной системы. Приводятся статические характеристики дросселирующего устройства, работающего в автоматическом режиме поддержания требуемых расходных характеристик. Производится анализ результатов натурного эксперимента и проводится их сопоставление с результатами численного моделирования рабочего процесса магнитореологического дросселирующего устройства. Эффективность предложенной системы автоматизации рабочего процесса магнитореологического дросселирующего устройства подтверждается полученными результатами численного моделирования и натурного эксперимента.

Ключевые слова


автоматизированные системы; магнитореологические приводы; магнитореологические дросселирующие устройства; магнитореологический дроссель; автоматизация рабочих процессов; дифференциальный манометр; термостатирование рабочей среды; тензометрический мост

Полный текст:

PDF

Литература


Garkunov D.N. Tribotekhnika. Konstruirovaniye, izgotovleniye i ekspluatatsiya mashin [Tribotechnology. Design, Manufacture and Operation of the Machine]. Moscow, MSKHA, 2002. 632 p.

Popov D.N. Dinamika i regulirovaniye gidro- i pnevmosistem [Dynamics and Regulation of Hydraulic and Pneumatic Systems]. Moscow, Mashinostroyeniye, 1976. 424 p.

Smyk A.F. Fizika. Elektromagnetizm. Kurs lektsiy [Physics. Electromagnetism. Lectures]. Moscow, MGUP, 2007. 160 p.

Chertovich A.V., Stepanov G.V., Kramarenko E.Y., Khokhlov A.R. New Composite Elastomers with Giant Magnetic Response. Macromolecular Materials and Engineering, 2010, vol. 295, no. 4, pp. 336–341. DOI:10.1002/mame.200900301

Martinez B., Roig A., Obradors X. Magnetic Properties of Gamma-Fe2O3 Nanoparticles Obtained by Vaporization Condensation in a Solar Furnace. J. Appl. Phys., 1996, vol. 79, pp. 2580–2586. DOI:10.1063/1.361125

Dubenko I., Quetz A., Pandey S. Multifunctional Properties Related to Magnetostructural Transitions in Ternary and Quaternary Heusler Alloys. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 2015, vol. 383, pp. 186–189. DOI: 10.1016/j.jmmm.2014.10.083

Kozhushner M.A., Gatin A.K., Grishin M.V. Magnetization reversal of Ferromagnetic Nanoparticles Induced by a Stream of Polarized Electrons. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 2016, vol. 414, pp. 38–44. DOI: 10.1016/j.jmmm.2016.04.045

Kramarenko E.Y., Chertovich A.V., Stepanov G.V. Magnetic and Viscoelastic Response of Elastomers with Hard Magnetic Filler. Smart Materials and Structures, 2015, vol. 24, pp. 035002. DOI:10.1088/0964-1726/24/3/035002

Stepanov G.V., Chertovich A.V., Kramarenko E.Y. Magnetorheological and Deformation Properties of Magnetically Controlled Elastomer with Hard Magnetic Filler. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 2012, vol. 324, pp. 3448–3451. DOI: 10.1016/j.jmmm.2012.02.062

Bustamante R., Dorfmann A., Ogden R.W. A Nonlinear Magnetoelastic Tube under Extension and Inflation in an Axial Magnetic Field: Numerical Solution. J. Eng. Math., 2007, vol. 59, pp. 139–153. DOI: 10.1007/s10665-006-9088-4

Bustamante R., Dorfmann A., Ogden R.W. On Variational Formulations in Nonlinear Magnetoelastostatics. Math. Mech. Solids., 2008, vol. 13, pp. 725. DOI: 10.1177/1081286507079832v1

Bubenchikov A.M., Kharlamov S.N. Matematicheskiye modeli neodnorodnoy anizotropnoy turbulentnosti vo vnutrennikh techeniyakh [Mathematical Models of Inhomogeneous Anisotropic Turbulence in the Internal Flows]. Tomsk, Tomsk State University Publ., 2001. 448 p.

Brigadnov I.A., Dorfmann A. Mathematical Modeling of Magneto-Sensitive Elastomers. Int. J. Solid. Struct., 2003, vol. 40, pp. 4659–4674. DOI: 10.1016/S0020-7683(03)00265-8

Dorfmann A., Ogden R.W. Nonlinear Magnetoelastic Deformations. J. Mech. Appl. Math., 2004, vol. 57 (4), pp. 599–622. DOI: 10.1093/qjmam/57.4.599

Shamardina O., Chertovich A., Kulikovsky A.A., Khokhlov A.R. A Simple Model of a High Temperature PEM Fuel Cell. International Journal of Hydrogen Energy, 2010, vol. 35, no. 18, pp. 9954–9962. DOI: 10.1016/j.ijhydene.2009.11.012

Frayshteter G.B. Danilevich S.Y., Rodionova N.V. Techeniye i teploobmen nen'yutonovskikh zhidkostey v trubakh [Flow and Heat Transfer of Non-Newtonian Fluids in the Pipes]. Kiev, Naukova dumka, 1990. 216 p.

Korolev V.V., Lomova T.N., Maslennikova A.N. Magneto Caloric Properties of Manganese (III) Porphyrins Bearing 2,6-Di-Tert-Butylphenolgroups. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 2016. vol. 401, pp. 86–90. DOI: 10.1016/j.jmmm.2015.10.014

Vinogradov N.V., Vinogradov Yu. N. Kak samomu rasschitat' i sdelat' elektrodvigatel' [How to Calculate and to Make Motor]. Moscow, Energiya, 1974. 168 p.

Filipcsei G., Zrínyi M. Magnetodeformation Effects and the Swelling of Ferrogels in a Uniform Magnetic Field. J. Phys. Condens., 2010, Matter 22, pp. 276001. DOI: 10.1088/0953-8984/22/27/276001

Kotur V.I. Elektricheskiye izmereniya i elektricheskiye pribory [Electrical Measurements and Electrical Appliances]. Moscow, Energoatomizdat, 1986. 400p.

Bessonov L.A. Teoreticheskiye osnovy elektrotekhniki [Theoretical Foundations of Electrical Engineering]. Moscow, Vyssh. shkola, 1996. 638 p.

Carlson J.D., Jolly M.R. MR Fluid, Foam and Elastomer Devices. Mechatronics, 2000, vol. 10, pp. 555–569. DOI: 10.1016/S0957-4158(99)00064-1

Grunin A.A., Mukha I.R., Chetvertukhin A.V., Fedyanin A.A. Refractive Index Sensor Based on Magnetoplasmonic Crystals. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 2016.

Shlyakhtin O.A., Leontiev V.G., Young-Jei O., Kuznetsov A.A. New Manganite-Based Mediators for Self-Controlled Magnetic Heating. Smart Materials and Structures, 2007, vol. 16, no. 5, pp. 35–39.

DOI: 10.1088/0964-1726/16/5/N02

Bohm V., Naletova V.A., Popp J. Material Transport of a Magnetizable Fluid by Surface Perturbation. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 2015, vol. 395, pp. 67–72. DOI: 10.1016/j.jmmm.2015.07.036


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.