پایان نامه > کتابخانه مرکزی دانشگاه صنعتی شاهرود > مهندسی مکانیک و مکاترونیک > مقطع دکتری > سال 1399
پدیدآورندگان:
محمد مهدی ذوالفقاریان [پدیدآور اصلی]، محمد حسن کیهانی[استاد راهنما]، محمود نوروزی[استاد مشاور]
چکیده: سیال‌های مگنتورئولوژیکال، یکی از انواع سیال‌های هوشمند می‌باشند که تحت میدان مغناطیسی، دارای تنش تسلیم و لزجت قابل‌افزایش و کنترل می‌شوند. ساختار این سیال‌ها متشکل از ذرات فرو مغناطیسی مثل پودر آهن کربونیل، معلق در یک سیال پایه می‌باشد. یکی از کاربردهای مهندسی مهم این نوع سیالات، دمپرهای مگنتورئولوژیکال می‌باشند که خصوصیات بالقوه آن‌ها، مثل دمپینگ متغیر و قابل‌کنترل، محققان و شرکت‌های سازنده کمک‌فنرها را بر آن داشت که تحقیقات متعددی در زمینه این نوع سیال‌ها و دمپرها انجام دهند. هدف از این پژوهش، مدل‌سازی، بررسی پارامتریک، طراحی و ساخت یک نمونه دمپر مگنتورئولوژیکال دو مخزنه می‌باشد. به این منظور، ابتدا، سیال مگنتورئولوژیکال بهینه با پایداری مناسب ساخته شد. جهت ساخت سیال بهینه با پایداری مناسب، پس از انجام آزمایش‌های SEM و EDX روی سه نمونه پودر آهن کربونیل و انتخاب پودر با اندازه ذرات و خلوص مناسب، 5 نمونه سیال مگنتورئولوژیکال با ترکیب‌های مختلف ساخته و تست‌های پایداری انجام شد. با استفاده از داده‌های رئومتری بدست آمده در میدان های مغناطیسی و دماهای مختلف، یک مدل غیر نیوتونی اصلاح‌شده جدید جهت مدل‌سازی رفتار سیال مگنتورئولوژیکال بهینه ارائه شد و با مدل بینگهام پلاستیک مورد مقایسه قرار گرفت. از مزایای مدل اصلاح‌شده جدید امکان استفاده از آن در مدل‌سازی عددی می‌باشد، بطوریکه نامحدود شدن در حل اتفاق نمی‌افتد و باوجود رفتار دوگانه سیال در ناحیه پس از تسلیم، این مدل، رفتار سیال را به‌صورت تابع پیوسته پیش‌بینی می‌کند. اثر میدان مغناطیسی، دما، جنس سیال و درصد ماده نگه‌دارنده بر رفتار سیال مگنتورئولوژیکال و همچنین اثر میدان مغناطیسی بر لزجت پلاستیک، تنش برشی روی دیواره شیار و ترم اینرسی که در فرمولهای طراحی دمپر مگنتورئولوژیکال در نظر گرفته نمی شوند موردمطالعه قرار گرفتند. همچنین جهت حل معادله انرژی در روش عددی، ظرفیت گرمایی ویژه و ضریب هدایت حرارتی سیال ساخته‌شده در آزمایشگاه به‌صورت توابعی از دما اندازه‌گیری و برازش شد. در مرحله بعد، با استفاده از روش‌های تحلیلی شبه استاتیک، تحلیلی ناپایا و عددی و مدل‌های بینگهام پلاستیک و مدل اصلاح‌شده جدید، میدان جریان و فشار سیال مگنتورئولوژیکال، در دمپر مگنتورئولوژیکال، مدل‌سازی و نیروی دمپینگ محاسبه و مقایسه شد. سپس، اثرات افزایش دمای ناشی از تنش‌های ایجادشده در سیال، دامنه و فرکانس نوسان بر تنش تسلیم، تنش برشی روی دیواره، شار حرارتی روی دیواره شیار، نیروی دمیپنگ، انرژی دمپ شده و ضریب میرایی معادل دمپر، در دو حالت بدون میدان مغناطیسی و تحت میدان مغناطیسی اشباع، مورد ارزیابی قرار گرفت. عدد رینولدز در شیار پیستون، نیز محاسبه شد که طبق نتایج به‌دست‌آمده امکان مغشوش شدن جریان در محدوده سرعت موردنظر وجود ندارد. همچنین، باهدف رسیدن به حداکثر نسبت ممکن، بین نیروی کل دمپر در حالت اشباع مغناطیسی به حالت بدون میدان مغناطیسی و با استفاده از الگوریتم مونت‌کارلو در نرم‌افزار کامسول، عرض شیار بهینه در محدوده نیرویی و عرض شیار موردنظر جستجو شد. در مرحله بعد قطعات مربوط به پیستون، ساخته‌شده و پس از سیم‌پیچی مونتاژ می‌شود. نهایتاً دمپر مونتاژ شده با استفاده از دستگاه اینسترون مورد تست‌های نیرویی در میدان‌های مختلف قرار گرفته و سپس افزایش نیرو و انرژی دمپینگ با افزایش میدان مغناطیسی تا رسیدن به شرایط اشباع بررسی می‌شود.
کلید واژه ها (نمایه ها):
#سیال مگنتورئولوژیکال #دمپر مگنتورئولوژیکال #ویسکوزیته #مدل غیرنیوتونی اصلاح‌شده #نیروی دمپینگ #مدل‌سازی دمپر #میدان مغناطیسی #دما
محل نگهداری: کتابخانه مرکزی دانشگاه صنعتی شاهرود
یادداشت: حقوق مادی و معنوی متعلق به دانشگاه صنعتی شاهرود می باشد.
تعداد بازدید کننده:
پایان نامه های مرتبط (بر اساس کلیدواژه ها)