Parametric optimization of workflow processes of magnetorheological drive systems
Keywords:
combined magnetodynamic device, dynamics of magnetorheological drive systemsAbstract
The article describes the optimization option of workflow processes of magnetorheological drive systems, which apply the combined method of implementing regulation. Considered impact of flow helicity on flow characteristics of combined magnetodynamic device is a good qualitative and quantitative characteristic of eddy currents. At availability of differential electromagnetic control units, it is advisable the use of multiphase control algorithm and regulation of hydraulic resistance in working area of magnetorheological devices. Algorithm is carried out under depending on rate of changes in characteristics of electromagnetic field and frequency of differential electromagnetic control unit elements. Significant improvement in the dynamics and increase in the depth of regulation of magnetorheological drive systems is achieved by optimizing the parameters ofthe control electromagnetic field, it is obviously. Therefore, the direction of parametric optimization of the workflow in this work is chosen the frequency phase principle. Rationalization of parameter values is based on described numerical model of workflow of combined magnetodynamic device. Numerical simulation results illustrate the rationality of chosen optimization approach and prove the adequacy of the model, efficiency and good dynamics of combined control method in magnetorheological drive systems. Results of numerical simulations show also, that the rate of change in flow helicity values is a good measure of velocity parameters’ dynamics of vortex motion of magnetorheological fluid flow in working cavities. The expediency of modeling the control signal in
the form of a sine wave for magnetorheological and magnetodynamic devices is justified. Way to achieve the stability of flow rate and dynamics of magnetorheological and magnetodynamic devices with differential electromagnetic control units is demonstrated.
References
Балагуров, В.А. Проектирование электрических аппаратов авиационного электрооборудовании / В.А. Балагуров, Ф.Ф. Галтеев, А.В. Гордон. – М.: Оборонгиз, 1960. – 515 с.
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.
Беляев, А.В. Конвекция магнитной жидкости под действием переменного магнитного поля / А.В. Беляев, Б.Л. Смородин // Прикладная механика и техническая физика. – 2009. – Т. 50, № 4. – С. 18–27.
Лебедев, А.В. Динамика магнитной жидкости в переменных полях: автореф. дис. … д-ра техн. наук / А.В. Лебедев. – Пермь: Ин-т механики сплошных сред Урал. отд-ния РАН, 2005.
Steven R.A. A Review of Power Harvesting Using Piezoelectric Materials / R.A. Steven, A.S. Henry // Smart Mater. Struct. – 2007. – Vol. 16, no. 1. – P. 43–50. DOI: 10.1088/0964-1726/16/3/R01
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
Magnetization reversal of Ferromagnetic Nanoparticles Induced by a Stream of Polarized Electrons / M.A. Kozhushner, A.K. Gatin, M.V. Grishin et al. // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. – 2016. – Vol. 414. – P. 38–44. DOI: 10.1016/j.jmmm.2016.04.045
Magnetic Properties of Gamma-Fe2O3 Nanoparticles Obtained by Vaporization Condensation in a Solar Furnace / B. Martinez, A. Roig, X. Obradors // J. Appl. Phys. – 1996. – Vol. 79. – P. 2580–2586. DOI: 10.1063/1.361125
Патент № 2634163 РФ, МПК F15B 13/043, F15B 21/06. Магнитореологический привод прямого электромагнитного управления характеристиками потока верхнего контура гидравлической системы золотника / К.В. Найгерт, С.Н. Редников. – № 2015138981, заявл. 18.08.2014; опубл. 24.10.2017, Бюл. № 30.
Naigert, K.V. Hardware Implementation of Automatic Control System for New Generation Magnetorheological Supports / K.V. Naigert, V.A. Tselischev // Proceedings of the 4th International Conference on Industrial Engineering. ICIE 2018. Lecture Notes in Mechanical Engineering. – 2019. – P. 2219–2228.
Naigert, K.V. New Generation Magnetorheological, Magnetodynamic, and Ferrofluid Control Devices with Nonstationary Electromagnetic Fields / K.V. Naigert, V.A. Tselischev // Proceedings of the 4th International Conference on Industrial Engineering. ICIE 2018. Lecture Notes in Mechanical Engineering. – 2019. – P. 1375–1384.
Митрофанова, О.В. Гидродинамика и теплообмен закрученных потоков в каналах ядерно-энергетических установок / О.В. Митрофанова. – М.: ФИЗМАТЛИТ, 2010. – 288 с.
Такетоми, С. Магнитные жидкости / C. Такетоми, С. Тикадзуми. – М.: Мир, 1993. – 272 с.
Воронков, А.В. Математическое моделирование работы МГД-насоса / А.В. Воронков, М.П. Галанин, А.С. Родин // Препринты ИПМ им. М.В. Келдыша. – 2010. – № 51. – 36 с.
Гуревич, А.Г. Ферриты на сверхвысоких частотах / А.Г. Гуревич. – М.: Физматгиз, 1960. – 408 с.
Ландау, Л.Д. Теория поля / Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц. – М.: Наука, 1988. – 512 с.
