RU185538U1 - Магнитореологическое устройство активной защиты длинномерной конструкции от резонансной вибрации - Google Patents
Магнитореологическое устройство активной защиты длинномерной конструкции от резонансной вибрации Download PDFInfo
- Publication number
- RU185538U1 RU185538U1 RU2018124391U RU2018124391U RU185538U1 RU 185538 U1 RU185538 U1 RU 185538U1 RU 2018124391 U RU2018124391 U RU 2018124391U RU 2018124391 U RU2018124391 U RU 2018124391U RU 185538 U1 RU185538 U1 RU 185538U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ferromagnetic fluid
- inductor
- frequencies
- electromagnetic fields
- particles
- Prior art date
Links
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 claims abstract description 24
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 23
- 230000005672 electromagnetic field Effects 0.000 claims abstract description 16
- 238000013016 damping Methods 0.000 claims abstract description 13
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 13
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000003534 oscillatory effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 6
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims abstract description 6
- 230000035939 shock Effects 0.000 claims description 8
- 239000011554 ferrofluid Substances 0.000 claims description 6
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 2
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims 2
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 6
- 239000006249 magnetic particle Substances 0.000 abstract description 4
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 abstract description 2
- 230000001629 suppression Effects 0.000 abstract 1
- 230000003094 perturbing effect Effects 0.000 description 2
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 2
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
- F16F9/32—Details
- F16F9/53—Means for adjusting damping characteristics by varying fluid viscosity, e.g. electromagnetically
- F16F9/535—Magnetorheological [MR] fluid dampers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Fluid-Damping Devices (AREA)
- Vibration Prevention Devices (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к машиностроению. Принцип работы базируется на процессах изменения энергий частиц ферромагнитной жидкости и задания частицам радиальной или осевой составляющей скорости за счет генерации внешних электромагнитных полей с требуемыми характеристиками. Активная виброзащита заключается в приближении частоты колебаний возмущающих сил к частотам собственных колебаний длинномерной конструкции низших тонов или генерации колебаний, совпадающих с гасимыми частотами, но находящихся с ними в противофазе. Колебательные возмущения генерируются посредством импульсного изменения электромагнитной составляющей давления, являющейся частью полного давления в объеме ферромагнитной жидкости и придания частицам магнетика колебательных траекторий движения в вихревых электромагнитных полях. Частицы ферромагнетика, находящиеся в вихревых электромагнитных полях, генерируемых катушкой индуктивности Марко Родина, приобретают импульсную колебательную траекторию движения. Встречные электромагнитные поля, индуцируемые катушкой Родина, взаимодействуют, формируя траектории движения частиц магнетика. Технический результат – повышение эффективности устройств активной виброзащиты, обеспечение процессов демпфирования и виброгашения длинномерных конструкций на качественно более высоком уровне, расширение диапазона допустимых частот вибрационных возмущающих усилий. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Описание полезной модели:
Полезная модель относится к машиностроению.
Уровень техники.
Известны конструкции патенты РФ №2020322 и РФ №2106551.
Раскрытие полезной модели.
Наиболее близкой является конструкция, указанная в патенте РФ №2020322 в котором описан способ устранения резонансной вибрации корпуса длинномерной конструкции путем изменения частот собственных поперечных колебаний корпуса, реализуемый за счет использования рабочей среды и регулирования жесткости опоры. Данная конструкция осуществляет генерацию осцилляций за счет изменения давления в рабочей камере опоры, давление в которой регулируется от источника давления, то есть путем изменения объема рабочей среды в рабочей камере. В отличие от патента РФ №2020322 предложенное магнитореологическое устройство активной защиты длинномерной конструкции от резонансной вибрации использует колебательные возмущения, генерируемые посредствам импульсного изменения электромагнитной составляющей давления, являющейся частью полного давления в объеме ферромагнитной жидкости и за счет придания частицам магнетика колебательной траектории движения в вихревых электромагнитных полях. Применение источника постоянного тока приводит к изменению вязкости ферромагнитной жидкости и делает возможным эксплуатацию устройства виброгашения в качестве вязкоупругого демпфера, а комбинация феррожидкостного осциллятора и вязкоупругого демпфирования значительно улучшает рабочие характеристики устройства, расширяет диапазон рабочих частот и позволяет уменьшить воздействие ударных нагрузок.
Управление магнитореологическим устройством активной защиты длинномерной конструкции от резонансной вибрации легко реализуемо не только частотами, совпадающими с гасимыми частотами и фазами, но и частотами, совпадающими с гасимыми частотами, находящимися с ними в противофазе.
В патенте РФ №2106551 рассматривается магнитореологический виброгаситель, содержащий демпфирующую среду и подвижную массу, в отличие от конструкции РФ №2106551, предлагаемая конструкция может осуществлять не только демпфирование, за счет изменения вязкожесткостных свойств рабочей среды, но и способна осуществлять активную виброзащиту и бороться с эффектами резонанса, свойственными длинномерным конструкциям.
Также в отличие от патентов РФ №2020322 и РФ №2106551 разработанная конструкция магнитореологического устройства активной защиты длинномерной конструкции от резонансной вибрации не имеет механических осцилляторов и источников давления, содержащих подвижные механические элементы, следовательно, обладает незначительной инерционностью, меньшим временем переходных процессов и высокой скоростью отработки сигнала управления.
Технический результат:
Применение предложенного магнитореологического устройства активной виброзащиты позволяет расширить диапазон допустимых частот вибрационных возмущающих усилий, обеспечить защиту длинномерных конструкций от резонансных режимов колебаний, упростить конструктивное исполнение систем активной виброзащиты.
Магнитореологическое устройство активной виброзащиты реализует процессы изменения энергий частиц ферромагнитной жидкости и задания частицам радиальной или осевой составляющей скорости за счет генерации внешних электромагнитных полей с требуемыми характеристиками. Это исключает применение механических осцилляторов, следовательно, снижает инерционность системы, уменьшает время переходных процессов, повышает надежность и увеличивает ресурс.
Применение источника постоянного тока позволяет изменять вязкость ферромагнитной жидкости и использовать магнитореологическое устройство активной виброзащиты в качестве вязкоупругого демпфера, что дополнительно расширяет области эксплуатации и режимы работы.
Комбинация феррожидкостного осциллятора и вязкоупругого демпфирования значительно улучшает рабочие характеристики устройства, расширяет диапазон рабочих частот и позволяет уменьшить воздействие ударных нагрузок, сохраняя целостность длинномерной конструкции.
Отсутствие промежуточной трансформации электрического управляющего сигнала значительно облегчает его расчет и повышает энергоэффективность рабочего процесса.
Осуществление полезной модели.
Магнитореологическое устройство активной защиты длинномерной конструкции от резонансной вибрации, содержащее рабочую среду и осциллятор: Фиг. 1, Фиг. 2, Фиг. 3, использует осциллятор, в качестве которого, с целью повышения эффективности устранения резонансной вибрации, применяется объем ферромагнитной жидкости 1, помещенный во внешнее электромагнитное поле, создаваемое катушкой, индуцирующей вихревые поля. Колебательные возмущения генерируются посредствам импульсного изменения электромагнитной составляющей давления, являющейся частью полного давления в объеме ферромагнитной жидкости и за счет придания частицам магнетика колебательной траектории движения в вихревых электромагнитных полях. Частота собственных колебаний длинномерной конструкции возрастает, приводя к сдвигу частот собственных колебаний длинномерной конструкции по отношению к возмущающей частоте, и достигая ухода от резонанса, частота увеличивается, а амплитуда колебаний уменьшается. Для гашения вибрации применима генерация колебаний феррожидкостного осциллятора, совпадающих с гасимыми частотами, но находящихся с ними в противофазе. Объем ферромагнитной жидкости располагается в полости, созданной коаксиалыю расположенными цилиндрическим корпусом 2 и полым поршнем 3, погруженным в ферромагнитную жидкость. Устройство выполнено из немагнитных материалов. Корпус установлен на нижней присоединительной плите 4, а поршень закреплен на верхней присоединительной плите 5. Герметизированная катушка индуктивности Родина 6, генерирующая управляющие электромагнитные поля интегрирована во внутрь поршня. Катушка индуктивности Марко Родина питается от генератора электрических сигналов. Управление рабочими параметрами магнитореологического устройства активной виброзащиты длинномерной конструкции осуществляется посредствам изменения частотно-фазовых и вольт-амперных характеристик управляющего электрического сигнала. Подача на катушку индуктивности постоянного тока приводит к изменению вязкости ферромагнитной жидкости и делает возможным эксплуатацию устройства виброгашения в качестве вязкоупругого демпфера. Применение комбинации феррожидкостного осциллятора и вязкоупругого демпфирования значительно улучшает рабочие характеристики устройства, расширяет диапазон рабочих частот и позволяет уменьшить воздействие ударных нагрузок.
Возможна комбинация герметизированной катушки индуктивности Марко Родина, генерирующей управляющие электромагнитные поля, интегрированной во внутрь поршня и кольцевой катушки индуктивности, установленной на корпус или герметизированной и интегрированной в корпус. На кольцевую катушку индуктивности подается постоянный ток, что моделирует вязкостные характеристики ферромагнитной жидкости, позволяя не только бороться с резонансными эффектами, но и с выраженными ударными нагрузками в рабочем режиме вязкоупругого демпфера. Комбинированное управление при установке катушки индуктивности на корпус требует выполнения корпуса из магнитопроводящего материала.
Устройство работает следующим образом.
Устранение резонансной вибрации длинномерной конструкции заключается в приближении частоты колебаний возмущающих сил, создаваемых ферромагнитным осциллятором, к частотам собственных колебаний длинномерной конструкции низших тонов. Колебательные возмущения генерируются посредствам импульсного изменения электромагнитной составляющей давления, являющейся частью полного давления в объеме ферромагнитной жидкости и придания частицам магнетика колебательных траекторий движения в вихревых электромагнитных полях. Вихревые электромагнитные поля вызывают вращение и движение магнитных частиц, что происходит за счет изменения кинетической энергии частиц магнетика во внешних электромагнитных полях, ориентации частиц и приданию частицам радиальной или осевой составляющей скорости. Это создает механические вибрации. Частицы ферромагнетика, находящиеся в вихревых электромагнитных полях, генерируемых катушкой индуктивности Марко Родина, приобретают импульсную колебательную (поступательно-вращательно-возвратную) траекторию движения. Встречные электромагнитные поля, индуцируемые катушкой Родина, взаимодействуют, формируя траектории движения частиц магнетика. Катушка индуктивности Марко Родина питается от генератора электрических сигналов, управление рабочими параметрами магнитореологического устройства активной виброзашиты длинномерной конструкции осуществляется посредствам изменения частотно-фазовых и вольт-амперных характеристик управляющего электрического сигнала. Частота собственных колебаний длинномерной конструкции возрастает, приводя к сдвигу частот собственных колебаний длинномерной конструкции по отношению к возмущающей частоте, и достигая ухода от резонанса. Частота увеличивается, а амплитуда колебаний уменьшается. Для гашения вибрации применима генерация колебаний, совпадающих с гасимыми частотами, но находящихся с ними в противофазе. Подача на катушку индуктивности постоянного тока приводит к повышению вязкости ферромагнитной жидкости и делает возможным эксплуатацию устройства виброгашения в качестве вязкоупругого демпфера. В соответствии с данными датчиков, регистрирующих вибрационное воздействие, контроллером задается сигнал управления с требуемыми частотно-фазовыми и вольт-амперными характеристиками.
Перечень последовательностей:
Ссылочные обозначения Фиг. 1
1 - объем ферромагнитной жидкости,
2 - цилиндрический корпус,
3 - поршень,
4 - нижняя присоединительная плита,
5 - верхняя присоединительная плита,
6 - герметизированная катушка индуктивности Родина.
Ссылочные обозначения Фиг. 2
1 - объем ферромагнитной жидкости,
2 - цилиндрический корпус,
3 - поршень,
4 - нижняя присоединительная плита,
5 - верхняя присоединительная плита,
6 - герметизированная катушка индуктивности Родина,
7 - кольцевая катушка индуктивности.
Ссылочные обозначения Фиг. 3
1 - объем ферромагнитной жидкости,
2 - цилиндрический корпус,
3 - поршень,
4 - нижняя присоединительная плита,
5 - верхняя присоединительная плита,
6 - герметизированная катушка индуктивности Родина,
7 - герметизированная кольцевая катушка индуктивности.
Claims (3)
1. Магнитореологическое устройство активной защиты длинномерной конструкции от резонансной вибрации, содержащие рабочую среду и осциллятор, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности устранения резонансной вибрации, применяется объем ферромагнитной жидкости, помещенный во внешнее электромагнитное поле, создаваемое катушкой, индуцирующей вихревые поля, колебательные возмущения генерируются посредствам импульсного изменения электромагнитной составляющей давления, являющейся частью полного давления в объеме ферромагнитной жидкости и за счет придания частицам магнетика колебательной траектории движения в вихревых электромагнитных полях, частота собственных колебаний длинномерной конструкции возрастает, приводя к сдвигу частот собственных колебаний длинномерной конструкции по отношению к возмущающей частоте, и достигая ухода от резонанса, частота увеличивается, а амплитуда колебаний уменьшается, для гашения вибрации применима генерация колебаний феррожидкостного осциллятора, совпадающих с гасимыми частотами, но находящихся с ними в противофазе, объем ферромагнитной жидкости располагается в полости, созданной коаксиально расположенными цилиндрическим корпусом и полым поршнем, погруженным в ферромагнитную жидкость, корпус установлен на нижней присоединительной плите, а поршень закреплен на верхней присоединительной плите, герметизированная катушка индуктивности Родина, генерирующая управляющие электромагнитные поля, интегрирована вовнутрь поршня, катушка индуктивности Марко Родина питается от генератора электрических сигналов, управление рабочими параметрами магнитореологического устройства активной виброзащиты длинномерной конструкции осуществляется посредством изменения частотно-фазовых и вольт-амперных характеристик управляющего электрического сигнала, подача на катушку индуктивности постоянного тока приводит к изменению вязкости ферромагнитной жидкости и делает возможным эксплуатацию устройства виброгашения в качестве вязкоупругого демпфера.
2. Магнитореологическое устройство активной защиты длинномерной конструкции от резонансной вибрации по п. 1, отличающееся тем, что содержит комбинацию герметизированной катушки индуктивности Марко Родина, генерирующей управляющие электромагнитные поля, интегрированной вовнутрь поршня и кольцевой катушки индуктивности, установленной на корпус, на кольцевую катушку индуктивности подается постоянный ток, что моделирует вязкостные характеристики ферромагнитной жидкости, позволяя не только бороться с резонансными эффектами, но и с выраженными ударными нагрузками в рабочем режиме вязкоупругого демпфера, применение комбинации феррожидкостного осциллятора и вязкоупругого демпфирования значительно улучшает рабочие характеристики устройства, расширяет диапазон рабочих частот и позволяет уменьшить воздействие ударных нагрузок, корпус изготовлен из магнитопроводящего материала.
3. Магнитореологическое устройство активной защиты длинномерной конструкции от резонансной вибрации по п. 1, отличающееся тем, что содержит комбинацию герметизированной катушки индуктивности Марко Родина, генерирующей управляющие электромагнитные поля, интегрированной во внутрь поршня и герметизированной кольцевой катушки индуктивности, интегрированной в корпус, на кольцевую катушку индуктивности подается постоянный ток, это моделирует вязкостные характеристики ферромагнитной жидкости, позволяя не только бороться с резонансными эффектами, но и с выраженными ударными нагрузками в рабочем режиме вязкоупругого демпфера, применение комбинации феррожидкостного осциллятора и вязкоупругого демпфирования значительно улучшает рабочие характеристики устройства, расширяет диапазон рабочих частот и позволяет уменьшить воздействие ударных нагрузок.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018124391U RU185538U1 (ru) | 2018-07-03 | 2018-07-03 | Магнитореологическое устройство активной защиты длинномерной конструкции от резонансной вибрации |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018124391U RU185538U1 (ru) | 2018-07-03 | 2018-07-03 | Магнитореологическое устройство активной защиты длинномерной конструкции от резонансной вибрации |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU185538U1 true RU185538U1 (ru) | 2018-12-07 |
Family
ID=64577162
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018124391U RU185538U1 (ru) | 2018-07-03 | 2018-07-03 | Магнитореологическое устройство активной защиты длинномерной конструкции от резонансной вибрации |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU185538U1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113725621A (zh) * | 2020-05-26 | 2021-11-30 | 普莱默股份公司 | 远程低频天线 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2020322C1 (ru) * | 1991-02-12 | 1994-09-30 | Павлов Геннадий Алексеевич | Способ устранения резонансной вибрации корпуса длинномерной конструкции |
| RU2222730C1 (ru) * | 2002-07-19 | 2004-01-27 | Ульяновский государственный технический университет | Виброзащитное устройство |
| US20140027217A1 (en) * | 2012-07-27 | 2014-01-30 | Vytautas Bucinskas | Energy harvesting shock absorber and method for controlling same |
-
2018
- 2018-07-03 RU RU2018124391U patent/RU185538U1/ru active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2020322C1 (ru) * | 1991-02-12 | 1994-09-30 | Павлов Геннадий Алексеевич | Способ устранения резонансной вибрации корпуса длинномерной конструкции |
| RU2222730C1 (ru) * | 2002-07-19 | 2004-01-27 | Ульяновский государственный технический университет | Виброзащитное устройство |
| US20140027217A1 (en) * | 2012-07-27 | 2014-01-30 | Vytautas Bucinskas | Energy harvesting shock absorber and method for controlling same |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113725621A (zh) * | 2020-05-26 | 2021-11-30 | 普莱默股份公司 | 远程低频天线 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10236109B1 (en) | Magnetic spring assembly for mass dampers | |
| JP6317822B2 (ja) | 一自由度磁力防振装置 | |
| EP2098747B1 (en) | Active vibration-extinguisher containing magneto or electrorheological fluids, method for reducing vibrations and uses thereof | |
| JP2019510920A5 (ru) | ||
| RU185538U1 (ru) | Магнитореологическое устройство активной защиты длинномерной конструкции от резонансной вибрации | |
| US3387499A (en) | Mechanical vibrator with electromagnetic damping means | |
| Gordeev et al. | On developing a magnetorheological transformer that operates in orthogonal magnetic fields | |
| CN105526294A (zh) | 基于磁激励的运动粒子吸振单元及组合装置与方法 | |
| Suzuki et al. | Active vibration control of drum type of washing machine using linear oscillatory actuator | |
| Karthick et al. | A Dumb-Bell Shaped Damper with Magnetic Absorber using Ferrofluids | |
| US20240035537A1 (en) | Improvements in and relating to vibration control systems | |
| Ferdaus et al. | Novel design of a self powered and self sensing magneto-rheological damper | |
| EP4015867A1 (en) | Improvements in and relating to vibration control systems | |
| RU2707587C1 (ru) | Способ генерации звука для испытаний конструкций и устройство для его реализации | |
| RU2654241C2 (ru) | Динамический гаситель колебаний | |
| Olaru et al. | Design and experiment of an electromagnetic vibrational inertial actuator using linearized magnetic spring | |
| US20240035535A1 (en) | Vibration control systems | |
| EP4015865A1 (en) | Vibration control systems | |
| US20240035536A1 (en) | Improvements in and relating to vibration control systems | |
| EP4015866A1 (en) | Improvements in and relating to vibration control systems | |
| Mihai et al. | Novel concepts of inertial actuators for vibration based on magnets and ferrofluid | |
| KR20180035258A (ko) | 진동 발생장치 | |
| RU176486U1 (ru) | Устройство для магнитной обработки жидкости | |
| GB2602013A (en) | Vibration control systems | |
| Pillatsch et al. | Magnetic beam plucking in a piezoelectric energy harvester with rotating proof mass |