Hvad er en magnetorheologisk spjæld?

En magnetorheologisk dæmper er en chokabsorberende enhed, der fungerer ved at placere et magnetfelt på en blanding af flydende olie og jernpartikler. Jernpartiklerne tiltrækkes af magnetfeltet og stiller op langs de magnetiske feltlinjer, der passerer gennem væsken. Dette skaber en tyk væske, der modstår bevægelse og kan hjælpe med at reducere vibrationer og chok i forskellige anvendelser. Disse væsker omtales undertiden som smarte væsker, fordi de ændrer egenskaber, når magnetfeltet tilsættes eller varieres.

reologi er studiet af virkningerne af væsker og faste stoffer, når de udsættes for bevægelse eller pres. I væsker er de primære egenskaber, der kan være nyttige til vibrationskontrol, viskositet og forskydningsspænding. Viskositet henviser til tykkelsen af ​​en væske, og hvordan den kan modstå bevægelse eller strømning. Forskydningsspænding er en måling af, hvordan en flydende modstår, der trækkes fra hinanden eller flyttes pludselig, og også hvordan materialer, der er placeret i væsken, kan bevæge sig, hvis det trækkes hurtigt i eny retning.

En spjæld er en betegnelse for en enhed, der bruges til at reducere vibrationer, hvilket ligner en støddæmper, der bruges på køretøjer til at reducere ophængningsbevægelse på grund af ujævne vejoverflader. Mange spjæld og støddæmpere bruger olier med forskellige tykkelser for at reducere bevægelse og beskytte udstyr. Når små jernpartikler tilsættes til olier, kan magnetfelter påvirke jernpartiklerne og ændre væskeens egenskaber.

Tilsætning af jernolieblandingen inde i en standard støddæmper og skabelse af et magnetfelt med en elektrisk strøm vil skabe en magnetorheologisk spjæld. Når magnetfeltet øges, vil jernpartiklerne i stigende grad modstå bevægelse og skabe højere niveauer af vibrationsdæmpning. Hvis en elektrisk controller tilføjes sammen med software til at kontrollere magnetfeltet, kan en variabel magnetorheologisk spjæld bruges til hurtigt at reducere vibrationer og protect strukturer eller køretøjer.

Jernpartikler i spjæld er ofte belagt med en polymer for at forhindre dem i at klæbe sammen. At holde partiklerne meget små hjælper med at holde dem suspenderet i olien og forhindrer dem i at slå sig ned i bunden af ​​spjældet. Når magnetfeltet oprettes, bliver blandingen mere som et fast stof end en væske og er meget modstandsdygtig over for flow eller bevægelse. Hvis olien skubbes med et stempel inde i en cylinder, kan den høje viskositet reducere bevægelsen af ​​olien gennem små huller i stemplet.

Forskydningsspænding kan bruges ved at ændre stemplet til en række plader, der er nedsænket i olien. Pladerne bevæger sig frem og tilbage i væsken, og når magnetfeltet er aktiveret, tykner jernolien-blandingen hurtigt og bliver meget modstandsdygtig over for forskydning. Hvis pladerne er tilsluttet en fast skaft, der strækker sig fra spjæld, kan skaftet fastgøres til et køretøj eller en bygningsfundament og tilvejebringe et dæmpningssystem.

Jordskælvsbeskyttelse BecamE Et område med øget forskning i slutningen af ​​det 20. århundrede efterhånden som menneskelig udvikling voksede i områder, hvor potentialet for at bygge skader var stort. En teknik var at adskille bygningen fra jorden med gummi eller andre chokabsorberende materialer, som muliggjorde en vis bygningsbevægelse under et jordskælv. Uden en eller anden form for dæmpning kan bygningsbevægelse imidlertid være ekstrem, og der kan forekomme skade eller fuldstændig fiasko. Tilføjelse af et magnetorheologisk dæmpersystem i bunden af ​​bygningen gav arkitekterne en måde at reducere bygningsbevægelsen med et kontrollerbart system.

Køretøjer var et andet interesseområde for magnetiske dæmpningssystemer i det 20. århundrede. Interessen for passagerkomfort og et øget niveau af sikkerhedssystemer førte til støddæmpere ved hjælp af magnetorheologisk spjældteknologi til at give variabel suspension. Driveren kunne vælge et ride komfortniveau ved hjælp af en vælger, der ville fortælle en controller, hvor meget magnetfelt man skal skabe, når vibrationer var SEnsed. Derudover kan sikkerhedssystemer registrere glidning eller en mulig rollover -situation og ændre ophængsadfærden for at modvirke den.

Militære våben var et andet område, hvor magnetorheologiske spjæld kunne give en fordel. Når den er monteret på en stor kanon, kunne spjælden fornemme affyringen af ​​et projektil og aktivere for at reducere rekylen. Dette reducerede ikke kun slid på våben, men i mobile tanke eller kanoner kunne chokreduktionen reducere træthed på soldaterne, der skyder våben.