بررسي خصوصيات سيال مغناطيسي در داخل ميراگر هيدروليكي مغناطيسي به روش ديناميك ذره استهلاكي

Investigation of Magneto-Rheological Fluid Properties inside MR Damper by Use of Dissipative Particle Dynamics Method

ميراگرهاي هيدروليكي مغناطيسي يكي از پركاربردترين تجهيزات مكانيكي هستند كه با استفاده از سيال مغناطيسي و سيم پيچ هاي الكتريكي در داخل خود به عنوان جذب كننده شوك هاي فيزيكي به كار مي روند. در اين مقاله براي اولين بار با استفاده از روش ديناميك ذره استهلاكي به عنوان يك روش مدل سازي در مقياس مزو به مدل سازي ميراگر هيدروليكي مغناطيسي و سيال مغناطيسي داخل آن پرداخته شده است. اطلاعات از سه دسته از سيالات مغناطيسي با نام هاي تجاري 122-اي جي، 132-دي جي و 140-سي جي مورد استفاده قرار گرفته اند و تاثير خصوصيات فيزيكي آنها بر توان ميراگري بررسي و مقايسه شده است. نتايج حاصل از مدل سازي نشان مي دهد با افزايش نرخ برش سيال، تنش برشي ابتدا افزايش يافته سپس به مقدار ثابت ميل مي كند كه با اعمال ميدان مغناطيسي قوي تر تنش برشي بيشتري ايجاد مي شود. همچنين مشاهده مي شود با افزايش حداكثر سرعت پيستون و افزايش قدرت ميدان مغناطيسي، حداكثر توان ميراگري افزايش يافته كه اين افزايش در سيال 140-سي جي نسبت به بقيه سيال ها بيشتر است. نتايج حاصل از تحليل حساسيت نشان مي دهد كه وزن ذرات مغناطيسي و قدرت نيروي استهلاكي ذرات سيال بيشترين تاثير را روي توان ميراگري مي گذارند، به صورتي كه با افزايش وزن ذرات مغناطيسي و كاهش ضريب قدرت استهلاكي ذرات، تجمع ذرات مغناطيسي كاهش يافته و كيفيت ميراگري افزايش پيدا مي كند. همچنين مشخص شد سيال 122-اي جي نسبت به ديگر انواع سيال مغناطيسي در تشكيل زنجيره هاي استاندارد ذرات مغناطيسي مناسب تر بوده و توزيع گرانروي مطلوب تري را براي ميراگري ايجاد مي كند.

Magneto-rheological damper is one of the most widely used mechanical equipment, which absorbs mechanical shocks by use of magnetic fluid and electrical coil in its structure. In this paper, for the first time, dissipative particle dynamics as a mesoscopic scale modeling method was used to simulate a magneto-rheological damper and its magnetic fluid. Data from 3 categories including magnetic fluids with brand names 122-EG, 132-DJ, and 140-CG have been used and effect of their physical properties on power of damping force have been investigated. Results of modeling show that by increasing shear rate of fluid, shear stress is first increased and, then, it is applied to a constant value, which results in a greater shear stress by applying a stronger magnetic field. It is also observed that, with increasing both maximum piston velocity and strength of magnetic field, maximum power of damping force increased, which in 140-CG is higher than the other fluids. Results of sensitivity analysis show that weight of magnetic particles and strength of dissipative forces have the greatest effect on damping force, in such a way that by increasing weight of magnetic particles and decreasing the dissipative force of particles, accumulation of magnetic particles decrease, so, increasing quality of damping. It was also found that 122-EG is more suitable than other types of magnetic fluids in forming standard magnetic particle chains, and provides a more favorable viscosity distribution for damping.