مهندسی مکانیک مدرس

مهندسی مکانیک مدرس

بررسی آزمایشگاهی پایداری و رئولوژی سیال مگنتورئولوژیکال پایه آهن

نویسندگان
1 دانشگاه صنعتی شاهرود
2 عضو هیات علمی دانشگاه صنعتی شاهرود
چکیده
ته‌نشینی و تشکیل توده‌ی سخت ذرات مغناطیسی، پاسخ سیال مگنتورئولوژیکال به میدان مغناطیسی را محدود می‌کند و می‌تواند منجر به خرابی دستگاه دربردارنده‌ی سیال مگنتورئولوژیکال شود؛ لذاهمواره بررسی بیشتر روش‌های کاهش ته‌نشینی و عوامل مؤثر بر آن به‌منظور گسترش کاربرد سیالات مگنتورئولوژیکال مورد توجه بوده است. در این مقاله به بررسی برخی پارامترهای مؤثر بر روی پایداری سیالات مگنتورئولوژیکال پرداخته شده است. به این منظور در ابتدا نمونه‌های سیال موردنظر ساخته‌ شده و میزان تأثیر عوامل مختلفی شامل اثر نوع سیال حامل، غلظت ذرات و روش‌های اختلاط سیال مگنتورئولوژیکال بر پایداری آن بررسی گردیده است و اهمیت هریک از این عوامل با استفاده از الگوریتم تاگوچی تعیین و نمونه سیال پایدار برای استفاده در میراگرهای مگنتورئولوژیکال انتخاب شده است. پس‌ازآن با بررسی رفتار رئولوژیکال بهترین نمونه (از دیدگاه ترکیب پایداری و لزجت در حالت بدون میدان)، رابطه‌ای برای تنش تسلیم در میدان‌های مغناطیسی مختلف ارائه شده است. این مدل بر پایه‌ی روابط موجود برای تنش تسلیم و برازش مدل هرشل- باکلی با داده‌های آزمایشگاهی استخراج گردیده است. نتایج نشان می‌دهد پایدارترین نمونه‌ پس از 168 ساعت دارای 7% ته‌نشینی است.این نمونه متشکل از روغن سیلیکون و 70% وزنی پودر آهن با روش اختلاط همزن مکانیکی است. افزودن مقدار 3% وزنی اسید استئاریک به سیال حامل به‌منظور افزایش پایداری سبب افزایش شدید لزجت سیال حامل تا 39 برابر شده است. بااین‌وجود، نمونه‌ی بهینه اثر مگنتورئولوژیکال قابل قبولی را نشان می‌دهد به‌طوری‌که در میدان مغناطیسی 146 KA/m دارای تنش تسلیمی برابر با 15 KPaاست.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

An experimental investigation of iron based magnetorheological fluid stability and rheology

نویسندگان English

Ehsan Kiyumarsi 1
Amir Jalali 2
Mahmood Norouzi 2
Mojtaba Ghatee 2
چکیده English

Sedimentations and hard cakes formation of magnetic particles restrict magnetorheological fluid response to magnetic field and can cause the MR fluid containing device to collapse. Therefore, researches on MR fluids sedimentation reduction procedures and its effective factors are in great deal of interest to improve magnetorheological applications. In this study, the effects of some parameters on typical MRF stability were investigated. For this purpose, at first, MRF samples were constructed and the effects of various factors including carrier fluid type, particles concentrations and MRF mixing methods on its stability were investigated and the importance of each factor were determined by Taguchi algorithm and the stable MRF sample for application of magnetorheological dampers was chosen. Next, by investigation of the most stable MRF sample, based on the combination of stability and off- state viscosity factors, the relation for yield stress in various magnetic fields was presented. This relation was derived based on fitting the Herschel- Bulkley model with experimental data in conjunction with the existing relations of yield stress. As the results shown, after 168 hours, sedimentation for the most stable sample is 7%. This sample consists of silicon oil and 70%wt iron powder which prepared with mechanical stirrer. Adding 3%wt stearic acid to carrier fluid for increasing the stability, results to increasing the viscosity of carrier fluid up to 39 times. In spite of this, an acceptable MR effect is presented so that, in magnetic field of 146KA/m the sample yield stress is 15KPa.

کلیدواژه‌ها English

Stability
Magnetorheological fluid
sedimentation
off-state viscosity
Rheology