Manyetoreolojik damper sistemlerinde sıvı bileşen geliştirilmesi ve sönümleme özelliklerinin karakterizasyonu

Abstract

Manyetoreolojik akışkanlar, manyetik alan uygulanmadığında non-Newtonian manyetik alan varlığında Newtonian davranış gösteren akışkanlardır. Bu akışkanlar genellikle üç bileşenden oluşur. Bunlar taşıyıcı sıvı, manyetik parçacık ve katkı maddeleridir. Manyetoreolojik sıvılar damper, fren, kavrama gibi endüstriyel alanlarda kullanılmakla beraber ayrıca köprü, bina gibi yapısal alanlarda da karşımıza çıkmaktadır. MR damperler önceliği savunma sanayiinde olmakla beraber otomotiv endüstrisinde de kullanılan ve üzerinde halen çalışılan konulardan biridir. Literatürdeki çalışmalara bakıldığında MR sıvıların yapısal özelliklerinden kaynaklanan birkaç önemli sorun göze çarpmaktadır. Bunlar çökelme, yeniden dağılabilirlik ve topaklanma gibi süspansiyonun doğası gereği karşılaşılan sorunlardır. Bu sorunları aşmak için parçacık yoğunluğunu düşürmek kullanılan en yaygın yöntemdir, ayrıca eklenen katkı maddeleriyle de çökelme problemi önlenmeye çalışılmaktadır. Bu çalışmada içi boş cam küreler manyetit kaplanmaya çalışılmış ancak parçacıkların başka bir demir oksit bileşiği olan hematit kaplandığı gözlemlenmiştir. Hematit kaplanan küreler farklı hacim oranlarında 200 cSt viskozite değerine sahip silikon yağına daldırılmış ve bu sıvıların sönüm oranlarıyla birlikte çökelme oranları da karşılaştırılmıştır. Parçacıkların manyetit kaplanacağı öngörüsüyle hareket edilerek yeni bir damper tasarımı ve üretimi yapılmış, ardından bu damperin endüstriyel MR sıvılarla nasıl bir davranış sergileyeceği sonlu elemanlar analiziyle belirlenmeye çalışılmıştır.

Magnetorheological fluids are fluids behave Newtoninan in the absence of magnetic field but non-Newtonian in the prensence of magnetic field. These fluids usually consist of three components. These are carrier liquids, magnetic particles and addtives. Magnetorheological fluids are used in industrial areas such as damper, brake, clutch and structural areas such as bridges and buildings. MR dampers are used in automotive industry as well as defence industry. It has been seen a few important problems caused structural properties of MR fluids from literature survey. These are the problems encountered in the nature of the suspension such as sedimentation, redispersibility and aggregation. Reducing the particle density to overcome these problems is the most common method used and also the addition of additives to avoid settling problems. In this study, hollow glass spheres were tried to be coated with magnetite but the particles were coated with another iron oxide compound, hematite. Hematite coated spheres were immersed in silicone oil having 200 cSt viscosity at different volume ratios, damping ratios and the sedimentation rates of these fluids were also compared. Acting with the prediction that the particles will be coated with magnetite, a new damper has been designed and produced. Then, it is tried to determine how this damper will behave with industrial MR fluids by finite element analysis.