Nopean magnetoreologisen venttiilin kehittäminen
No Thumbnail Available
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Helsinki University of Technology |
Diplomityö
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Instructions for the author
Authors
Date
2007
Department
Major/Subject
Koneensuunnitteluoppi
Mcode
Kon-41
Degree programme
Language
fi
Pages
64
Series
Abstract
Magnetoreologinen (MR) neste on aktiivinen materiaali, jonka reologiset ominaisuudet muuttuvat magneettikentän vaikutuksesta. MR-neste koostuu pienistä (pm) ferromagneettisista hiukkasista, joita on sekoitettu perusnesteeseen. Tässä työssä käytettiin kaupallista mineraaliöljypohjaista MR-nestettä. Tämän työn tavoitteena oli kehittää nopea MR-teknologiaan perustuva venttiili. Venttiilisovelluksissa MR-neste virtaa venttiilin sisällä matalan kanavan läpi, johon voidaan muodostaa magneettikenttä. Kytkettäessä magneettikenttä päälle hiukkaset muodostavat ketjumaisia rakenteita virtauskanavaan ja nesteen virtaus vaikeutuu tai estyy kokonaan. Tällaisen venttiilin etuja ovat nopeus, säädettävyys ja rakenne, jossa ei ole yhtään liikkuvaa osaa. Venttiilin suorituskyvyn optimoiminen on monitieteellinen tehtävä, jossa yhdistyvät elektroniikka, magnetismi, hydrauliikka ja koneensuunnittelu. Venttiilien magneettipiirin mallintamisessa käytettiin äärellisten elementtien menetelmää, jonka avulla magneettikentän suuruus nesteraossa voitiin laskea. Tämän jälkeen venttiili mallinnettiin 3D CAD-ohjelmistolla vastaamaan elementtimallia. Valmistetut venttiiliprototyyppien toimintaa testattiin laboratorioon rakennetussa koejärjestelyssä. Työn lopputuloksena paine-ero venttiilin yli kaksinkertaistui ja venttiilin dynamiikka parani kymmenkertaiseksi lähtökohtana käytettyyn MR venttiiliin verrattuna. Kehitetyillä venttiileillä tekniikan voitiin osoittaa toimivan 2.2 kHz taajuuksille asti sekä 80 bar painevaste saavutettiin 1,8 ms:ssa. Tämä tarjoaa uusia mahdollisuuksia korkeaa dynamiikkaa vaativiin sovelluksiin.Description
Supervisor
Pietola, MattiThesis advisor
Kajaste, JyrkiKeywords
magnetorheological technology, magnetoreologinen teknologia, magnetorheological valve, magnetoreologinen venttiili, fast response, nopea vaste, FEM-modeling, FEM-mallinnus