بررسي رفتارحالت گذراي سيال مگنتوريولوژيكال دركوپلينگ مغناطيسي

Study on the Transient State behavior ofMagneto Rheological Fluid in Magnetic Coupling

در اين مقاله مدل جديدي براي پاسخ سيال مگنتوريولوژيكال به ورودي جريان در حالت گذرا ارايه شده است. اكثر مدل‌هاي ارايه شده براي اين سيال مربوط به حالت پايدار سيال بوده و در مدل‌هاي معدودي كه براي حالت گذرا ارايه شده ورودي جريان الكتريكي به صورت پله اي و نرخ برش ثابت فرض شده است. در مدلي كه در اين پژوهش براي حالت گذراي سيال مگنتوريولوژيكال توسعه داده شده، جريان الكتريكي ورودي به صورت تابع نمايي و نرخ برشي به صورت متغير در نظر گرفته شده است. با توجه به لختي مغناطيسي ناشي از اندوكتانس كويل، چگالي شار مغناطيسي نمي‌تواند به صورت پله اي باشد، بنابراين مدل ارايه شده با واقعيت تطابق بيشتري دارد. براي صحت سنجي مدل ارايه شده و نيز بررسي خواص سيال به عنوان پارامتر ورودي مدل، يك كوپلينگ آزمايشگاهي طراحي و ساخته شده كه در آن ميدانمغناطيسيدرراستايعمودبرجهتبرشيبه سيالاعمال شده و خروجيآنتنشبرشيبهصورتتابعياززماناست. تطابق خروجي هاي مدل با نتايج تجربي، دقت قابل قبول مدل را نشان مي دهد. با توجه به نتايج تيوري و تجربي، از مدل موجود جهت ايجاد يك گشتاور كنترل شده و دقيقبراي كاربرد در كوپلينگ مغناطيسي استفاده شده و نتايج قابل قبولي به دست آمده است.

In this paper a new model is developed to describe the response of Magneto-rheological fluids (MRF) in transient state. The models which are developed so far, cover the steady-state flow, or address the transient state, with step-wise input electrical current and constant shear rate. In this paper, a new model for transient state of MRF is developed in which the input electrical current is an exponential function in different values of shear rate. Due to the magnetic inertia caused by the inductance of the coil, the real magnetic flux density could not be step-wise. Hence, compare with the other models, this model is in well agreement with reality. To verify the presented model and study the fluid properties as input parameters, an experimental coupling is designed and fabricated. The coupling applies magnetic field perpendicular to shear direction, and measures the shear stress as a function of time. The results of the proposed model show acceptable agreement with experimental observations. According to experimental and theoretical results, the presented model is applied to a controllable torque coupling and acceptable results were obtained.