Co je magnetoreologický tlumič?
Magnetorheologický tlumič je zařízení absorbující nárazy, které působí umístěním magnetického pole na směs kapalného oleje a železných částic. Částice železa jsou přitahovány k magnetickému poli a zarovnané podél linií magnetického pole, které procházejí kapalinou. Tím se vytvoří hustá kapalina, která odolává pohybu a může pomoci snížit vibrace a rázy v různých aplikacích. Tyto tekutiny jsou někdy označovány jako inteligentní tekutiny, protože mění vlastnosti, když je přidáno nebo změněno magnetické pole.
Rheologie je studium účinků tekutin a pevných látek, které jsou vystaveny pohybu nebo tlakům. V kapalinách jsou primární vlastnosti, které mohou být užitečné pro regulaci vibrací, viskozita a smykové napětí. Viskozita se týká tloušťky kapaliny a toho, jak může odolat pohybu nebo toku. Střihové napětí je měření toho, jak kapalina odolává tažení od sebe nebo náhlému pohybu, a také toho, jak se materiály umístěné v kapalině mohou pohybovat, pokud se rychle táhnou v libovolném směru.
Tlumič je termín pro zařízení používané ke snižování vibrací, které je podobné tlumičům rázů používaných na vozidlech ke snížení pohybu zavěšení kvůli nerovným povrchům vozovky. Mnoho tlumičů a tlumičů používá oleje různých tlouštěk ke snížení pohybu a ochraně zařízení. Když se malé částice železa přidají do olejů, magnetická pole mohou ovlivnit částice železa a změnit vlastnosti kapaliny.
Přidání směsi železa a oleje do standardního tlumiče nárazů a vytvoření magnetického pole s elektrickým proudem vytvoří magnetorologický tlumič. Jak se magnetické pole zvětšuje, železné částice budou stále více odolávat pohybu a vytvářet vyšší úrovně tlumení vibrací. Pokud je přidán elektrický ovladač spolu se softwarem pro ovládání magnetického pole, může být použit proměnný magnetorologický tlumič pro rychlé snížení vibrací a ochranu konstrukcí nebo vozidel.
Částice železa v tlumičích jsou často potaženy polymerem, aby se zabránilo jejich slepování. Zachování velmi malých částic pomáhá udržet je zavěšené v oleji a zabraňuje jejich usazování na dně tlumiče. Když se vytvoří magnetické pole, směs se stává spíše pevnou látkou než kapalinou a je velmi odolná vůči proudění nebo pohybu. Pokud je olej tlačen pístem uvnitř válce, může vysoká viskozita omezit pohyb oleje malými otvory v pístu.
Smykové napětí lze využít změnou pístu na řadu desek ponořených v oleji. Desky se pohybují tam a zpět v kapalině a když je aktivováno magnetické pole, směs železo-olej rychle zhoustne a stane se velmi odolnou vůči střihu. Jsou-li desky spojeny s pevným hřídelem vyčnívajícím z tlumiče, může být hřídel připevněn k vozidlu nebo k základům budovy a poskytnout tlumicí systém.
Ochrana zemětřesení se stala oblastí zvýšeného výzkumu na konci 20. století, protože lidský rozvoj rostl v oblastech s vysokým potenciálem poškození budov. Jednou z technik bylo oddělení budovy od země pryží nebo jinými materiály absorbujícími nárazy, což umožnilo určitý pohyb budovy během zemětřesení. Bez nějaké formy tlumení však může být stavební pohyb extrémní a může dojít k poškození nebo úplnému selhání. Přidání magnetorologického tlumicího systému na základně budovy umožnilo architektům způsob, jak omezit pohyb budovy pomocí kontrolovatelného systému.
Vozidla byla další oblastí zájmu pro systémy magnetického tlumení ve 20. století. Zájem o pohodlí cestujících a zvýšená úroveň bezpečnostních systémů vedly k tlumičům rázů pomocí technologie magnetorologických tlumičů k zajištění variabilního odpružení. Řidič si mohl zvolit úroveň komfortu při jízdě pomocí voliče, který by řídicímu systému řekl, kolik magnetického pole se vytvoří, když se zaznamená vibrace. Bezpečnostní systémy by navíc mohly detekovat smyku nebo možnou situaci při převrácení a změnit chování zavěšení tak, aby proti němu působilo.
Vojenské zbraně byly další oblastí, kde magnetorheologické tlumiče mohly být přínosem. Když je namontován na velké dělo, mohl tlumič vnímat střelbu ze střely a aktivovat tak, aby se snížil zpětný ráz. To nejen snížilo opotřebení zbraně, ale v mobilních tancích nebo kanonech mohlo snížení šoku snížit únavu vojáků, kteří stříleli ze zbraní.