شناسايي پارامترهاي مدل اسپنسر در دمپر مگنتورئولوژيكال دو سر متحرك براي قطرهاي متفاوت پودرآهن كربونيل سيال مگنتورئوژيك

Identification of Parameters of Spencer Model in a Double- Ended Magnetorheological Damper for Different Sizes of Carbonyl Iron Powder for Magnetorheological Fluid

هدف اين مقاله شناسايي پارامترهاي مدل پارامتريك اسپنسر براي يك دمپر مگنتورئولوژيك دوسرمتحرك با قطرهاي مختلف پودر آهن-كربونيل معلق در سيال مگنتورئوژيك است. تاكنون در ادبيات فن، مطالعه اي روي شناسايي پارامترهاي مدل اسپنسر براي ذرات كروي شكل آهن با قطرهاي متفاوت در سيال مگنتورئولوژيك گزارش نشده است. بنابراين در اين تحقيق ابتدا دو نوع سيال مگنتورئولوژيك با قطرهاي مختلف پودر آهن- كربونيل در درصد حجمي يكسان متناسب با حجم دمپر ساخته مي شود. سپس با به كارگيري يك دمپر مگنتورئولوژيكال دوسرمتحرك، آزمون هاي ديناميك با تحريك هارمونيك در جريان ها و فركانس هاي مختلف انجام مي شود. مدل پارامتري اسپنسر براي مدل سازي دمپر مورد بررسي و شناسايي پارامترها انتخاب مي شود. ده پارامتر اين مدل از طريق حلگر غيرخطي حداقل مربعات غيرخطي و استفاده از الگوريتم بهينه سازي درجه دوم متوالي براي جريان ها و فركانس هاي مختلف در دو سيال مگنتورئولوژيك شناسايي مي شوند. پارامترهايي از مدل كه نسبت به افزايش جريان الكتريكي به صورت سيستماتيك و معني دار تغيير مي كنند، براي حالت هاي مختلف آزمون از طريق برازش منحني به صورت چندجمله اي هايي از جريان استخراج مي شوند. سپس با ترسيم منحني هاي هيسترزيس تئوري و تجربي، در جريان ها، فركانس ها و سيال هاي متفاوت سعي مي شود كه ميزان توانايي مدل پارامتري اسپنسر در انطباق با منحني هاي تجربي بررسي شود. مقايسه نتايج حاصل از مدل اسپنسر با پارامترهاي شناسايي شده با منحني هاي تجربي حاكي از آن است كه اين مدل در پيش بيني رابطه نيرو- سرعت انطباق مناسبي با منحني هاي تجربي دارد، ولي براي نيرو- جابه جايي، در شناسايي اثر تاخير نيرو و نقاط تيز منحني ناموفق است.

The aim of this paper is identifying the parameters of parametric Spencer model for a doubleended magnetorheological damper with different sizes of iron-carbonyl powders suspended in magnetorheological fluid. There is not any published work in literature about identification of parameters of Spencer model for spherical iron particles with different particle diameters in magnetorheological fluids. Hence, in present work, at first, two different magnetorheological fluids with different diameters of iron particle and same volume percentage are prepared. Then, using a double-ended magnetorheological damper, dynamic displacement tests with harmonic excitation in different frequencies and using different electric currents are conducted. The parametric Spencer model is selected for modeling the damper and identifying its parameters. 10 parameters of this model are identified, using nonlinear least square solver and implementing Sequential Quadratic Programming method for damper, using two different magnetorheological fluids in different frequencies and different electric currents. The appropriate polynomials are extracted for identified parameters that have systematic trends with increasing electric current. With generating theoretical and experimental hysteresis curves in different electric currents, excitation frequencies and different fluids, it is tried to assess the capability of Spencer model in regenerating the experimental counterparts. The comparisons of the hysteresis curves obtained from Spencer model with identified parameters by the experimentally achieved counterparts show that this model has adequate compatibility with experiments in predicting force-velocity hysteresis curves. However, the implemented model has not enough success in predicting the force-displacement hysteresis curves, especially in sharp ends of the curves and force delaying regions.