Особенности расчета рабочих параметров гибридных гидравлических систем с магнитожидкостными управляющими элементами
Аннотация
Гидравлические системы, несмотря на наличие многих конструктивных и эксплуатационных преимуществ имеют некоторые недостатки, основными из которых являются, изменение геометрии проточной части, вследствие эрозионных эффектов и наличие электромеханических преобразователей. Это требует развитие технологий управления рабочей средой и поиска новых конструктивных решений. Достаточно простым и перспективным решением устранения данных негативных особенностей является создание гибридных гидравлических систем. Удачным направлением создания гибридных гидравлических систем можно обозначить интеграцию в их конструкцию магнитожидкостных регулирующих элементов. Магнитожидкостные регулирующие элементы отличаются высокой скоростью ответа на сигнал управления, так как не требуют трансформации электрического управляющего сигнала. Также магнитожидкостные элементы допускают выполнение простой геометрии проточной части, что значительно снижает стоимость производства и эксплуатации гидравлических систем, повышает их ресурс и надежность.
Поэтому гибридные гидравлические устройства с магнитожидкостными управляющими элементами вызывают огромный интерес и подлежат активному дальнейшему развитию. Эксплуатация и проектирование гибридных гидравлических систем осложняются отсутствием теоретической базы и типовых конструктивных решений, что делает невозможным их распространение в промышленных масштабах. Все это затрудняет модернизацию производственного оборудования и технологических процессов, что определяет актуальность выбранного направления исследовательской работы.
Текст приводит теоретические основы расчета магнитожидкостных управляющих элементов. В работе представлена оригинальная запатентованная конструкция гибридного гидравлического устройства – смесителя дозатора с магнитожидкостными управляющими элементами. Предложен метод численного моделирования рабочих параметров смесителя дозатора. Авторский метод позволяет производить гидравлический расчет смесителя дозатора с учетом характеристик управляющих электромагнитов.
Ключевые слова
Полный текст:
PDFЛитература
Такетоми, С. Магнитные жидкости / C. Такетоми, С. Тикадзуми. – М.: Мир, 1993. – 272 с.
Бибик, Е.Е. Реология дисперсных систем / Е.Е. Бибик. – Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1981. – 172 с.
Гусев, В.В. Физические основы проектирования оборудования: учеб. пособие / В.В. Гусев, В.К. Самойликов. – М.: МИЭТ, 1999. – 141 с.
Смык, А.Ф. Физика. Электромагнетизм: курс лекций / А.Ф. Смык. – М.: МГУП, 2007. – 160 с.
Денисов, А.А. Электрогидро- и электрогазодинамические устройства автоматики / А.А. Денисов, В.С. Нагорный. – Л.: Машиностроение, 1979. – 257 с.
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
Brigadnov, I.A. Mathematical Modeling of Magneto-Sensitive Elastomers / I.A. Brigadnov, A. Dorfmann // Int. J. Solid. Struct. – 2003. – Vol. 40. – P. 4659–4674. DOI: 10.1016/S0020-7683(03)00265-8
Jackson, J.D. Classical Electrodynamics / J.D. Jackson. – 2nd Ed. – New York: John Wiley & Sons, Inc, 1975. – 848 p.
Кузнецов, А.В. Элементарная электротехника / А.В. Кузнецов. – М.: ДМК Пресс, 2014. – 896 с.
Широков, К.М. Алгоритм определения магнитных характеристик электротехнических изделий / К.М. Широков // Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Технические науки. – 2013. – № 1. – С. 70–73.
Немцов, М.В. Справочник по расчету параметров катушек индуктивности / М.В. Немцов, Ю.М. Шамаев. – М.: Энергоатомиздат, 1981. – 136 с.
Калантаров, П.Л. Расчет индуктивностей: Справочная книга / П.Л. Калантаров, Л.А. Цейтлин. – 3-е изд. – Л.: Энергоатомиздат, 1986. – 488 с.
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
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. 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
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
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
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
Пат. РФ № 2639906. Смеситель-дозатор с магнитожидкостными управляющими элементами / К.В. Найгерт, В.Т. Тутынин. – Опубл. 25.12.2017, Бюл. № 36.
Ссылки
- На текущий момент ссылки отсутствуют.