Аннотация
Защита приводных систем от резких перепадов давления является значимой задачей, так как она нацелена на сохранение целостности магистралей / аппаратуры и стабильности рабочих параметров. В маг-нитореологических приводных системах высокого давления нередко приходится применять регулирующую аппаратуру с механическими запорными элементами, поэтому защита магнитореологических приводных систем высокого давления от гидроудара крайне актуальна. В данной исследовательской работе приводится способ защиты приводных систем от гидроудара магнитореологическими устройствами и его конструктивная реализация. Описаны варианты задания управляющего сигнала для оригинального магнитореологического устройства, которые позволяют бороться со скачками давления двумя различными путями. Посредствам образования неоднородного распределения электромагнитного поля и вязкостных свойств в объеме магнитореологической жидкости или за счет бегущего магнитного поля, которое возбуждает в объеме намагниченной жидкости продольные звуковые волны и способствует нейтрализации ударной волны. Первый вариант организации управляющего сигнала основан на диссипации механической энергии вязкой средой, а второй базируется на эффекте, наблюдаемом при наложении акустических волн, ударной и регулирующей с одинаковыми частотно-амплитудными характеристиками, но находящимися в противофазе. Обозначены соотношения вязкостных и скоростных параметров для реализации управления. Так как способ противофаз обладает хорошей динамикой и малыми значениями времени переходных процессов, разработана численная модель, применимая при расчете характеристик регулирующей акустической волны и требуемых параметров бегущего электромагнитного управляющего поля. Результаты численного эксперимента подтверждают эффективность предложенного способа и состоятельность описанной численной модели.
Ключевые слова
Защита приводных систем, гидроудар, магнитореологические устройства, бегущие магнитные поля, диссипация механической энергии.
1. Балагуров В.А., Галтеев Ф.Ф., Гордон А.В. Проектирование электрических аппаратов авиационного электрооборудования. М.: Оборонгиз, 1960. 515 с.
2. Пат. 2145394 РФ. Магнитожидкостное устройство для гашения колебаний / В.Н. Бурченков и др. Опубл. 10.02.2000, Бюл. № 4.
3. Пат. 2449188 РФ. Регулируемый магнитореологический пневматический амортизатор / А.Б. Корчагин и др., опубл. 27.04.2012, Бюл. № 12.
4. Пат. 2232316 РФ. Магнитореологический амортизатор / Е.П. Гусев и др. Опубл. 27.10.2003, Бюл. № 30.
5. Пат. 2106551 РФ. Магнитореологический виброгаситель / Ю.Б. Кудряков и др. Опубл. 10.03.1998.
6. Пат. 2354867 РФ. Динамический гаситель / И.А. Яманин и др. Опубл. 10.05.2009, Бюл. № 13.
7. Пат. 2561610 РФ. Магнитореологический амортизатор / Б.А. Гордеев и др. Опубл. 27.08.2015, Бюл. № 24.
8. Беляев А.В., Смородин Б.Л. Конвекция магнитной жидкости под действием переменного магнитного поля // Прикладная механика и техническая физика. 2009. Т. 50. №4. C. 18–27.
9. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Гидродинамика. М.: Наука, 1986. 736 с.
10. Найгерт К.В., Тутынин В.Т., Целищев В.А. Способ управления расходными характеристиками магнитореологической жидкости за счет создания гидродинамических и неньютоновских эффектов во внешних динамических электромагнитных полях: пат. заявка РФ. № 2018130914, 27.08.2018.
11. Итоги науки. Выпуск 35. Гл. 3. Физические основы проектирования магнитореологических систем нового поколения / К.В. Найгерт, В.А. Целищев и др. // Избранные труды Всероссийской конференции по проблемам науки и технологий. Москва: РАН, 2018. 90 с.
12. Hardware Implementation of Automatic Control System for New Generation Magnetorheological Supports / K.V. Naigert, V.A. Tselischev // Proceedings of the 4th International Conference on Industrial Engineering. ICIE 2018. Lecture Notes in Mechanical Engineering. Springer, Cham, pp. 2219–2228. 2019.
13. New Generation Magnetorheological, Magnetodynamic, and Ferrofluid Control Devices with Nonstationary Electromagnetic Fields / K.V. Naigert, V.A. Tselischev // Proceedings of the 4th International Conference on Industrial Engineering. ICIE 2018. Lecture Notes in Mechanical Engineering. Springer, Cham, pp. 1375–1384. 2019.
14. Полунин В.М. Акустические свойства нанодисперсных магнитных жидкостей. М.: Физматлит, 2012. 383 с.
15. Такетоми C., Тикадзуми C. Магнитные жидкости. М.: Мир, 1993. 272 с.
16. Инман Дэниел Дж. Инженерная вибрация. Прентис Холл. 2001.
17. Томпсон У.Т. Теория вибраций. Нельсон Торнс Лтд. 1996.
18. Тонгуе Б. Принципы вибрации. Издательство Оксфордского университета. 2001.