Параметрическая оптимизация рабочих процессов магнитореологических приводных систем

Автор: Найгерт Катарина Валерьевна, Целищев Владимир Александрович

Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Машиностроение @vestnik-susu-engineering

Рубрика: Численные методы моделирования

Статья в выпуске: 4 т.19, 2019 года.

Бесплатный доступ

В статье рассмотрен вариант оптимизации рабочих процессов магнитореологических приводных систем, применяющих комбинированный способ реализации регулирования. Рассмотрено влияние спиральности потока на расходные характеристики магнитодинамического устройства комбинированного типа, что является хорошей качественной и количественной характеристикой вихревых течений. Принимая во внимание наличие дифференциальных электромагнитных блоков управления, целесообразно использование многофазного алгоритма управления, так как регулирование гидравлического сопротивления в рабочей зоне магнитореологических устройств осуществляется в зависимости от скорости изменения характеристик электромагнитного поля и частоты переключения элементов дифференциальной обмотки блоков электромагнитного управления. Очевидно, что значительного улучшения динамики и увеличения глубины регулирования магнитореологических приводных систем возможно добиться за счет оптимизации параметров управляющего электромагнитного поля. Поэтому направлением параметрической оптимизации рабочего процесса в данной работе выбран частотно-фазовый принцип. Рационализация значений параметров осуществляется на основании описанной численной модели рабочего процесса магнитодинамического устройства комбинированного типа. Результаты численного моделирования иллюстрируют рациональность выбранного подхода оптимизации, доказывают адекватность модели, эффективность и хорошую динамику комбинированного способа регулирования в магнитореологических приводных системах. Также результаты численного моделирования показывают, что скорость изменения спиральности потока является хорошей мерой динамики скоростных параметров вихревого движения потока магнитореологической жидкости в рабочих полостях. Обоснована целесообразность моделирования сигнала управления в виде синусоиды для магнитореологических и магнитодинамических устройств. Продемонстрирован способ достижения стабильности расходных характеристик и общей динамики магнитореологических и магнитодинамических устройств с дифференциальными блоками электромагнитного управления.

Еще

Магнитодинамическое устройство комбинированного типа, динамика магнитореологических приводных систем

Короткий адрес: https://sciup.org/147231758

IDR: 147231758   |   DOI: 10.14529/engin190405

Список литературы Параметрическая оптимизация рабочих процессов магнитореологических приводных систем

  • 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.
Еще
Статья научная