| Author Name | Affiliation | | Kyongsol Kim | School of Mechatronics Engineering, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001, China
Department of Mechanical Engineering, Kim Chaek University of Technology, Pyongyang, D.P.R of Korea | | Zhaobo Chen | School of Mechatronics Engineering, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001, China | | Yang Zhang | School of Mechatronics Engineering, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001, China | | Inchol Kim | Department of Mechanical Engineering, Kim Chaek University of Technology, Pyongyang, D.P.R of Korea |
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| Abstract: |
| This paper presents a linear shear mod magneto-rheological (MR) damper which can be applied to vibration control system. The proposed MR damper featured by a small amount of MR fluid, absence of a gas chamber or diaphragm and piston with helix slotted. Because of the absence of a gas chamber or diaphragm, unnecessary damping force caused by gas compression is not generated. Magnitude and damping coefficient of damping force are two important indexes to evaluate performance of MR damper. The piston with helix slotted is developed based on mechanical analysis on rheological characteristics of MR damper, and the damping performance of MR damper with helix slotted piston is investigated through performance experiments and comparison with analytical simulation. The results indicate that helix slot may increase friction coefficient on surface of the piston, and improve the maximum damping force without reducing damping coefficient of the damper. The reflux of MR fluid may be increased by adjusting helix angle suitably, which avoids the settlement of MR fluid. |
| Key words: Shear mod MR damper small amount of MR fluid friction coefficient damping coefficient |
| DOI：10.11916/j.issn.1005-9113.15327 |
| Clc Number:TH122 |
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| Descriptions in Chinese: |
| 一种新型剪切模式磁流变阻尼器及其机械性能 金京设1，2，陈照波1，张洋1，金仁哲2 （1.哈尔滨工业大学机电工程学院，2.朝鲜, 金策工业综合大学） 创新点说明：本文的创新之处是提出一种新型的剪切模式磁流变阻尼器，其特点是结构简单、磁流变液的需求量极少，液体注入方便。此外，将螺旋槽式结构应用于所提出的新型剪切阻尼器MR阻尼器，改善了磁流变阻尼器的机械性能。 研究目的： 提出一种可应用于振动控制系统的线性剪切模型磁流变阻尼器，改善磁流变阻尼器的机械性能。 研究方法： 描述了剪切模式磁流变阻尼器的结构设计方法。基于宾汉塑性模型建立其动态模型，并使用ANSYS / Emag软件通过有限元法模拟其阻尼特性。搭建了实验系统来测试所提出的剪切模式磁流变阻尼器的机械性能。实验系统由磁流变阻尼器、液压伺服试验机、LVDT位移传感器、拉压力力传感器、电源、信号调理装置和数据采集系统组成。 结果： 1）新型磁流变阻尼器工作时只需要少量的磁流变液，不需要气室和隔膜，可以避免由补偿体积引起的不必要的阻尼力。 2）将Bingham塑性模型应用于所提出的磁流变阻尼器，推导出了阻尼器的最佳设计参数。通过仿真模拟和实验测试研究了其机械性能，实验结果与模拟结果吻合良好。 3）为改善磁流变阻尼器的机械性能，使用螺旋槽式结构来增加磁流变液和阻尼通道界面之间的摩擦，提高了阻尼器的最大阻尼出力。随着磁通密度的增加，螺旋槽的影响更加显著，最大阻尼力的增长率可达到20％以上。 4）由螺旋槽引起的附加扭矩可以使活塞和磁芯之间发生相对旋转运动，从而增加阻尼器中磁流变液的回流，可以解决磁流变液的沉降和出现气泡的问题。 结论： 所提出的磁流变阻尼器的特征是具有螺旋槽的活塞，只需要少量的磁流变液，没有气室或隔膜，因而不会产生由气体压缩引起的不必要的阻尼力。基于对磁流变阻尼器进行流变特性的机械性能评估，开发了带有特定的螺旋槽式结构的阻尼器活塞。并且，通过数值模拟和实验测试，分析了具有螺旋槽活塞的磁流变阻尼器的机械性能。结果表明，螺旋槽可以增加活塞表面的摩擦系数，提高阻尼器的最大阻尼出力而且不会减小其阻尼系数。另外，可以通过适当地调节螺旋角度来增加磁流变液的回流，从而避免磁流变液的沉降问题。 关键词：剪切模式磁流变阻尼器；少量磁流变液；摩擦系数；阻尼系数 |
