مدل‌سازی میراگر هیدرولیکی مغناطیسی با رویکرد بهینه‌سازی خصوصیات مولکولی سیال مغناطیسی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری دانشگاه صنعتی شاهرود

2 دانشیار دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی شاهرود

3 دانشیار، مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران

چکیده

میراگر هیدرولیکی مغناطیسی بعنوان یکی از پرکاربردترین تجهیزات در صنایع مختلف برای اولین بار با رویکرد بررسی خصوصیات مولکولی سیال مغناطیسی عامل در آن با استفاده از روش مدل‌سازی مولکولی دینامک ذره استهلاکی مورد مطالعه و بهینه‌سازی قرار گرفته است. با استفاده از مدل اصلاح شده بوک ون شرایط پسماند مغناطیس و نیروی میراگری برای فراهم شدن توان میراگری 10 نیوتن مورد نیاز در میکرو‌ ماشین‌ها محاسبه شده و پس از معتبرسازی با نتایج تجربی موجود در مقالات اثر خصوصیات مولکولی سیال مغناطیسی عامل بر آن بررسی شده است. نتایج حاصل از مدل‌سازی مولکولی به روش دینامیک ذره استهلاکی نشان می‌دهد با افزایش جرم و قطر ذرات مغناطیسی نیروی میراگری افزایش می‌یابد، در حالی که با افزایش چگالی این ذرات و افزایش جرم ذرات سیال حامل، نیروی میراگری ابتدا افزایش و سپس کاهش پیدا می‌کند، بنابراین لازم است تا مقادیر بهینه تعیین شوند. همچنین مشاهده می‌شود که با کاهش ضخامت لایه فعال در سطح ذرات مغناطیسی نیروی میراگری افزایش می‌یابد. در نهایت با توجه به نتایج بدست آمده، مقادیر بهینه هر یک از پارامترهای مورد مطالعه بمنظور فراهم آمدن توان میراگری 10 نیوتن با کمترین مقدار مصرف انرژی توسط میراگر تعیین شده و از میان سیال‌های مغناطیسی تجاری سیال 132-دی جی بعنوان بهترین سیال انتخاب می‌شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Modeling of magnetorheological damper with optimization approach for magnetic fluid molecular properties

نویسندگان [English]

  • mohsen Ghafarian eidgahi 1
  • Mohammad Mohsen Shahmardan 2
  • Mahmood Norouzi 3
1 PhD student of mechanical engineering, Shahrood university of technology
2 Department of Mechanical Engineering, Shahrood University of Technology, Shahrood, Iran
3 Associated professor of mechanical engineering, Shahrood university of technology
چکیده [English]

Magnetorheological damper, as one of the most widely used equipment in the various industries, was firstly studied and optimized using a molecular properties analysis of operating magnetic fluid in it utilizing dissipative particle dynamics as molecular modeling method. By use of modified Bouc-wen model, hysteresis and damping force level has been calculated in order to provide the required 10 N power requirement in micro-machines and After validation with experimental results presented in papers, the effect of molecular properties of magnetic fluid operating on it has been investigated. Results of molecular modeling by dissipative particle dynamics method show that by increasing mass and diameter of magnetic particles, damping force increases, while by increasing number density of these particles and increasing mass of carrier fluid particles, damping force firstly increases and then decreases, therefore It is necessary to set optimal values. It is also observed that by decreasing thickness of surfactant layer at the surface of the magnetic particles, damping force increases. Finally, according to the obtained results, the optimal values of each studied parameters were determined to provide 10 N damping force with the least amount of energy consumed by damper and selected from commercial magnetic fluids 132-DG fluid as suitable magnetorheological fluid.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Magnetorheological damper
  • Dissipative particle dynamics modeling
  • Magnetic fluid
  • Damping force
  • Hysteresis