Расчет и проектирование магнитореологических камер гидравлического оборудования

Катарина Валерьевна Найгерт, Владимир Александрович Целищев

Аннотация


Магнитореологические системы демпфирования и виброгашения отличаются адаптивностью, хорошими показателями диссипации ударной и вибрационной нагрузки и незначительными перемещениями поршня под нагрузкой. Исследовательская работа посвящена созданию конструктивных решений в области магнитореологических рабочих камер с распределенными диссипативно-жесткостными свойствами и их компоновке в гидравлическом демпфирующем оборудовании. В статье представлены два варианта исполнения магнитореологических рабочих камер: магнитореологическая камера с распределенными диссипативно-жесткостными свойствами и магнитореологическая камера с распределенными диссипативно-жесткостными свойствами, разделенная на субполости. Предложенные конструкции магнитореологических рабочих камер обладают большей энергоэффективностью и стабильностью рабочих процессов. Разработанный способ демпфирования и его конструктивная реализация значительно улучшают динамику рабочего процесса и уменьшают время диссипации ударных и вибрационных нагрузок. Демпфирование в рабочей камере, в случае применения магнитореологической камеры с распределенными диссипативно-жесткостными свойствами, осуществляется за счет нейтрализации ударной волны или изменения скорости ее распространения путем генерации акустической волны. Магнитореологическая камера с распределенными диссипативно-жесткостными свойствами, разделенная на субполости, производит диссипацию механической энергии посредством моделирования характеристик вязкостного трения в объеме магнитореологической среды. Описанные численные модели позволяют производить расчет и проектирование модификаций магнитореологических камер предложенной конструкции. Приведена методика расчета конструктивных параметров магнитореологических камер по значениям коэффициентов, учитывающих частотные характеристики управляющих электромагнитных полей. Результаты численного моделирования иллюстрируют динамику изменения значений вязкостных характеристик в управляющих бегущих электромагнитных полях, по которым формируются значения коэффициентов, учитывающих частотные характеристики управляющих электромагнитных полей. 


Ключевые слова


магнитореологические системы; технологии управления рабочей средой; частотные характеристики; управляющие электромагнитные поля

Полный текст:

PDF

Литература


Пат. РФ № 2145394. Магнитожидкостное устройство для гашения колебаний / В.Н. Бурченков и др. – Опубл. 10.02.2000, Бюл. № 4.

Пат. РФ № 2449188. Регулируемый магнитореологический пневматический амортизатор / А.Б. Корчагин и др. – Опубл. 27.04.2012, Бюл. № 12.

Пат. РФ № 2232316 Магнитореологический амортизатор / Е.П. Гусев и др. – Опубл. 27.10.2003, Бюл. № 30.

Пат. РФ № 2106551. Магнитореологический виброгаситель / Ю.Б. Кудряков и др. – Опубл. 10.03.1998.

Пат. РФ № 2354867. Динамический гаситель / И.А. Яманин и др. – Опубл. 10.05.2009, Бюл. № 13.

Пат. РФ № 2561610. Магнитореологический амортизатор / Б.А. Гордеев и др. – Опубл. 27.08.2015, Бюл. № 24.

Пат. РФ № 175044. Адаптивный комбинированный реологический амортизатор / К.В. Найгерт, В.Т. Тутынин. – Опубл. 20.11.2017, Бюл. № 32.

Полунин, В.М. Акустические свойства нанодисперсных магнитных жидкостей / В.М. Полунин – М.: Физматлит, 2012. – 383 с.

Такетоми, С. Магнитные жидкости / C. Такетоми, С. Тикадзуми. – М.: Мир, 1993. – 272 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

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. Bus-tamante, 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 Magne¬tic 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 // Mechat¬ronics. – 2000. – Vol. 10. – P. 555–569. DOI: 10.1016/S0957-4158(99)00064-1

Архипов, В.Н. и др. Механическое действие ядерного взрыва / В.Н. Архипов и др. – М.: Физматлит, 2003. – 384 с.


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.