DOI: https://doi.org/10.20998/2074-272X.2019.5.09

ЗАСТОСУВАННЯ МАГНІТОРЕОЛОГІЧНИХ ЕЛАСТОМЕРІВ ДЛЯ КЕРУВАННЯ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ СИСТЕМ ПІДРЕСОРЮВАННЯ КОЛІСНИХ ТРАНСПОРТНИХ ЗАСОБІВ

V. V. Dushchenko, V. G. Maslіev, R. A. Nanivskyi, A. O. Maslіev

Анотація


Метоюроботи є дослідження впливу керування пружними та демпфіруючими характеристиками системи підресорювання на основі використання магнітореологічних еластомерів на плавність ходу колісних транспортних засобів.Методика. При дослідженнях використано методи: теорії магнітного поля, теорії підресорювання транспортних засобів, теорії планування експерименту, а також пакет Femm для дослідження характеристик магнітного поля та математичне моделювання руху колісних транспортних засобів по нерівностям у середовищі Delphi. Результати. Розроблено, досліджено та запатентовано конструкції пружних шарнірів важелів підвіски з магнітореологічними еластомерами. Визначено відносні межі зміни модулів пружності та втрат даних шарнірів при здійсненні керування характеристиками підвіски для забезпечення підвищення плавності ходу колісного транспортного засобу. Наукова новизна.Вперше досліджено доцільність застосування магнітореологічних еластомерів для керування пружними та демпфіруючими характеристиками систем підресорювання колісних транспортних засобів тавизначено закони керування, які дозволяють підвищити плавність ходу більше ніж на 40 %; встановлено, що керування модулем втрат в більшій мірі впливає на підвищення плавності ходу, ніж керування модулем пружності. Практична цінність. Розроблено конструкції та визначено відносні межі змін модулів пружності та втрат шарнірів із магнітореологічних еластомерів при здійсненні їх керування, що дозволить формулювати вимоги до еластомерів при розробці перспективних конструкцій шарнірів для систем підресорювання транспортних засобів. 

Ключові слова


магнітореологічний еластомер; керуюче магнітне поле; модуль пружності; модуль втрат; колісний транспортний засіб; система підресорювання; пружні шарніри; керування характеристиками підвіски

Повний текст:

PDF ENG (English) PDF UKR

Посилання


Ginder J.M., NicholsM.E., Elie L.D., Tardiff J.L. Magnetorheological elastomers: properties and applications. Proceeding of SPIE, 1999, vol.3675, pp. 131-138.

Lokander M., Stenberg B. Performance of isotropic magnetorheological rubber materials. Polymer Testing, 2003, vol.22, no.3, pp. 245-251. doi: 10.1016/s0142-9418(02)00043-0.

Jolly M.R., Carlson J.D., Muñoz B.C., Bullions T.A. The magnetoviscoelastic response of elastomer composites consisting of ferrous particles embedded in a polymer matrix. Journal of Intelligent Material Systems and Structures, 1996, vol.7, no.6, pp. 613-622. doi: 10.1177/1045389x9600700601.

Li W.H., Zhang X.Z., Du H. Magnetorheological elastomers and their applications. Book Chapter in Advanced Structured Materials, 2013, vol.I, pp. 357-374. doi: 10.1007/978-3-642-20925-3_12.

Böse H., Röder R. Magnetorheological elastomers with high variability of their mechanical properties. Journal of Physics: Conference Series, 2009, vol.149, p. 012090. doi: 10.1088/1742-6596/149/1/012090.

Gorbunov A.I., Mikhailov V.P., Stepanov G.V., Borin D.Yu., Adrianov A.A., Temnov D.V., Semerenko D.A. Investigation of properties and new application of magnetic silicon composites. Herald of the Bauman Moscow State Technical University. Series Mechanical Engineering, 2008, no.1(70), pp. 90-107. (Rus).

Mihailov V.P., Shakov K.G, Selivanonko A.S., Bazinenkov A.M. Vibration isolation control in precision equipment. Science and Education of the Bauman MSTU, 2012, vol.12, no.9, pp. 1-12. (Rus). doi: 10.7463/0912.0454475.

Chen L., Gong X.L., Li W.H. Microstructures and viscoelastic properties of anisotropic magnetorheological elastomers. Smart Materials and Structures, 2007, vol.16, no.6, pp. 2645-2650. doi: 10.1088/0964-1726/16/6/069.

Gong X.L., Chen L., Li J.F. Study of utilizable magnetorheological elastomers. International Journal of Modern Physics B, 2007, vol.21, no.28n29, pp. 4875-4882. doi: 10.1142/s0217979207045785.

Duschenko V.V., Masliev A.O. Research of the magnetic field and the choice of the construction of an elastic joint with the sleeve of the magnetorheological elastomer suspension of wheeled armored vehicle. Bulletin of NTU «KhPI». Series: Transport machine building. – 2017. – no.5(1227). – pp. 173-178. (Ukr).

Available at: https://www.google.com/search?q=кривые+намагничивания+ферромагнитных+материалов&rlz=1C2JZAP_ruUA747UA755 (accessed 20 May 2018).

Krautz M., Werner D., Schrödner M., Funk A., Jantz A., Popp J., Eckert J., Waske A. Hysteretic behavior of soft magnetic elastomer composites. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 2017, vol.426, pp. 60-63. doi: 10.1016/j.jmmm.2016.11.048.

Dushhenko V.V, Maslіev A.O. Improvement of the construction of hinge using magnetorheological elastomers of lever of controled suspension of the vehicle. Mechanics and mechanical engineering, 2017, no.1, pp. 90-97. (Ukr).

Dushhenko V.V, Maslіev A.O. Pidviska z regulyuvannyam zhorstkosti ta dempfiruvannya [Suspension with adjustable stiffness and damping]. Patent UA, no.110476, 2016. (Ukr).

Maslіev A.O., Dushhenko V.V., Ljubarskij B.G., Maslіev V.G. Pidviska transportnogo zasobu [Vehicle suspension]. Patent UA, no.115131, 2017. (Ukr).

Duschenko V.V., Masliev A.O. Stand for experimental study of the effect of magnetic field on the elastic modulus and a module of losses of magnetorheological elastomers. Bulletin of NTU «KhPI». Series: Transport machine building, 2018, no.29(1305), pp. 46-50. (Ukr).

Maslіev A.O., Dushhenko V.V., Maslіev V.G. Stend dlia doslidzhennia vplyvu mahnitnoho polia na kharakterystyky zhorstkosti, dempfiruvannia ta modul pruzhnosti mahnitoreolohichnykh elastomeriv [A stand for studying the influence of a magnetic field on the characteristics of stiffness, damping, and the elastic modulus of magnetorheological elastomers]. Patent UA, no.128767, 2018. (Ukr).

Kallio M. The elastic and damping properties of magnetorheological elastomers. VTT Publications, 2005. 149 pp.

Pankov A.A. Magnetodeformation effect of an elastomer with magnetized polydisperse spherical inclusions. Journal of Radio Electronics, 2015, no.4, 15 p. (Rus).

Dushhenko V.V., Maslіev A.O., Maslіev V.G. Sposib polipshennia plavnosti rukhu transportnoho zasobu [A method for improving the smoothness of the vehicle]. Patent UA, no.128458, 2018. (Ukr).

Aleksandrov E.E., Volontsevich D.O., Dushhenko V.V. Matematicheskoe modelirovanie processov vozmushhennogo dvizhenija agregatov i sistem bronetankovoj tehniki [Mathematical modeling of processes of disturbed movement of units and systems of armored vehicles]. Kharkiv, «KhPI» Publ., 2012. 354 p. (Rus).


Пристатейна бібліографія ГОСТ


  1. Ginder J.M., NicholsM.E., Elie L.D., Tardiff J.L. Magnetorheological elastomers: properties and applications // Proceeding of SPIE. – 1999. – vol.3675. – pp. 131-138.
  2. Lokander M., Stenberg B. Performance of isotropic magnetorheological rubber materials // Polymer Testing. – 2003. – vol.22. – no.3. – pp. 245-251. doi: 10.1016/s0142-9418(02)00043-0.
  3. Jolly M.R., Carlson J.D., Muñoz B.C., Bullions T.A. The magnetoviscoelastic response of elastomer composites consisting of ferrous particles embedded in a polymer matrix // Journal of Intelligent Material Systems and Structures. – 1996. – vol.7. – no.6. – pp. 613-622. doi: 10.1177/1045389x9600700601.
  4. Li W.H., Zhang X.Z., Du H. Magnetorheological elastomers and their applications // Book Chapter in Advanced Structured Materials. – 2013. – vol.I. – pp. 357-374. doi: 10.1007/978-3-642-20925-3_12.
  5. Böse H., Röder R. Magnetorheological elastomers with high variability of their mechanical properties // Journal of Physics: Conference Series. – 2009. – vol.149. – p. 012090. doi: 10.1088/1742-6596/149/1/012090.
  6. Горбунов А.И., Михайлов В.П., Степанов Г.В., Борин Д.Ю., Андриянов А.А., Темнов Д.В., Семеренко Д.А. Исследование свойств и новое применение магнитных силиконовых композитов // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Серия «Машиностроение». – 2008. – №1(70). – С. 90-107.
  7. Михайлов В.П., Шаков К.Г., Селиваненко А.С., Базиненков А.М. Управление виброизоляцией прецизионного оборудования // Наука и образование: научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана. – 2012. – №9. – С. 1-12. doi: 10.7463/0912.0454475.
  8. Chen L., Gong X.L., Li W.H. Microstructures and viscoelastic properties of anisotropic magnetorheological elastomers // Smart Materials and Structures. – 2007. – vol.16. – no.6. – pp. 2645-2650. doi: 10.1088/0964-1726/16/6/069.
  9. Gong X.L., Chen L., Li J.F. Study of utilizable magnetorheological elastomers // International Journal of Modern Physics B. – 2007. – vol.21. – no.28n29. – pp. 4875-4882. doi: 10.1142/s0217979207045785.
  10. Дущенко В.В., Маслієв А.О. Дослідження керуючого магнітного поля та вибір конструкції пружного шарніра з втулкою з магнітореологічного еластоміру підвіски колісного бронетранспортера // Вісник НТУ «ХПІ». Серія: Транспортне машинобудування. – 2017. – №5(1227). – С. 173-178.
  11. https://www.google.com/search?q=кривые+намагничивания+ферромагнитных+материалов&rlz=1C2JZAP_ruUA747UA755.
  12. Krautz M., Werner D., Schrödner M., Funk A., Jantz A., Popp J., Eckert J., Waske A. Hysteretic behavior of soft magnetic elastomer composites // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. – 2017. – vol.426. – pp. 60-63. doi: 10.1016/j.jmmm.2016.11.048.
  13. Дущенко В.В., Маслієв А.О. Удосконалення конструкції шарніру із магнітореологічного еластоміру важеля керованої підвіски транспортного засобу // Механіка та машинобудування. – 2017. – №1. – С. 90-97.
  14. Дущенко В.В., Маслієв А.О. Патент України на корисну модель 110476. Підвіска з регулюванням жорсткості та демпфірування. Заявл. 11.04.16; опубл. 10.10.16. Бюл. №19.
  15. Маслієв А.О., Дущенко В.В., Любарський Б.Г., Маслієв В.Г. Патент України на корисну модель 115131. Підвіска транспортного засобу. Заяв. 22.07.16; опуб. 10.04.17. Бюл. №7.
  16. Дущенко В.В., Маслієв А.О. Стенд для експериментального дослідження впливу магнітного поля на модуль пружності та модуль втрат магнітореологічних еластомерів // Вісник НТУ «ХПІ». Серія: Транспортне машинобудування. – 2018. – №29(1305). – С. 46-50.
  17. Маслієв А.О., Дущенко В.В., Маслієв В.Г. Патент України на корисну модель 128767. Стенд для дослідження впливу магнітного поля на характеристики жорсткості, демпфірування та модуль пружності магнітореологічних еластомерів. Заявл. 26.03.2018; опуб. 10.10.2018. Бюл. №19.
  18. Kallio M. The elastic and damping properties of magnetorheological elastomers. – VTT Publications, 2005. – 149 pp.
  19. Паньков А.А. Магнитодеформационный эффект эластомера с намагниченными полидисперсными сферическими включениями // Журнал радиоэлектроники. – 2015. – №4. – 15 с.
  20. Дущенко В.В., Маслієв А.О., Маслієв В.Г. Патент України на корисну модель 128458. Спосіб поліпшення плавності руху транспортного засобу. Заявл. 20.11.2017; опубл. 25.09.2018. Бюл. №8.
  21. Александров Е.Е., Волонцевич Д.О., Дущенко В.В. Математическое моделирование процессов возмущенного движения агрегатов и систем бронетанковой техники. – Харьков: НТУ «ХПИ», 2012. – 354 с.

 





Copyright (c) 2019 V. V. Dushchenko, V. G. Maslіev, R. A. Nanivskyi, A. O. Maslіev


This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

ISSN 2074–272X (Print)
ІSSN 2309–3404 (Online)