Kas yra magnetoreologinis slopintuvas?

Magnetorheologinis amortizatorius – tai smūgius sugeriantis įtaisas, veikiantis ant skystos alyvos ir geležies dalelių mišinio magnetiniu lauku. Geležies dalelės pritraukiamos prie magnetinio lauko ir išsirikiuoja palei magnetinio lauko linijas, kurios praeina per skystį. Tai sukuria tirštą skystį, kuris priešinasi judėjimui ir gali padėti sumažinti vibraciją bei smūgius įvairiose srityse. Šie skysčiai kartais vadinami išmaniaisiais skysčiais, nes jie keičia savybes, kai pridedamas arba keičiamas magnetinis laukas.

Reologija yra skysčių ir kietųjų medžiagų poveikio, kai jie yra veikiami judėjimo ar slėgio, tyrimas. Skysčių pagrindinės savybės, kurios gali būti naudingos reguliuojant vibraciją, yra klampumas ir šlyties įtempis. Klampumas reiškia skysčio storį ir tai, kaip jis gali atsispirti judėjimui ar tekėjimui. Šlyties įtempis yra matas, kaip skystis priešinasi atitrūkimui ar staigiam judėjimui, taip pat kaip į skystį patalpintos medžiagos gali judėti, jei jos greitai traukiamos bet kuria kryptimi.

Amortizatorius – tai vibracijai mažinti naudojamo įtaiso terminas, panašus į amortizatorių, naudojamą transporto priemonėse, siekiant sumažinti pakabos judėjimą dėl nelygios kelio dangos. Daugelis amortizatorių ir amortizatorių naudoja įvairaus storio alyvas, kad sumažintų judėjimą ir apsaugotų įrangą. Kai į aliejų dedama mažų geležies dalelių, magnetiniai laukai gali paveikti geležies daleles ir pakeisti skysčio savybes.

Į standartinį amortizatorių įpylus geležies ir alyvos mišinio ir sukūrus magnetinį lauką elektros srove, atsiras magnetorheologinis slopintuvas. Didėjant magnetiniam laukui, geležies dalelės vis labiau priešinsis judėjimui ir sukurs didesnį vibracijos slopinimo lygį. Jei kartu su programine įranga magnetiniam laukui valdyti pridedamas elektrinis valdiklis, galima naudoti kintamą magnetorheologinį slopintuvą, kuris greitai sumažina vibraciją ir apsaugo konstrukcijas ar transporto priemones.

Geležies dalelės amortizatoriuose dažnai yra padengtos polimeru, kad jos nesuliptų. Išlaikant labai mažas daleles, jos lieka pakibusios alyvoje ir neleidžia joms nusėsti ant sklendės dugno. Sukūrus magnetinį lauką, mišinys tampa panašesnis į kietą, o ne į skystį ir yra labai atsparus tekėjimui ar judėjimui. Jei alyva stumiama stūmokliu cilindro viduje, didelis klampumas gali sumažinti alyvos judėjimą per mažas stūmoklio skylutes.

Šlyties įtempis gali būti panaudotas pakeičiant stūmoklį į keletą plokščių, panardintų į alyvą. Plokštės skystyje juda pirmyn ir atgal, o suaktyvėjus magnetiniam laukui geležies ir aliejaus mišinys greitai sutirštėja ir tampa labai atsparus kirpimui. Jei plokštės yra sujungtos su kietu velenu, besitęsiančiu nuo sklendės, veleną galima pritvirtinti prie transporto priemonės ar pastato pamato ir sukurti slopinimo sistemą.

Apsauga nuo žemės drebėjimų tapo intensyvesnių tyrimų sritimi XX amžiaus pabaigoje, kai žmonija vystėsi tose srityse, kuriose buvo didelė pastatų žalos tikimybė. Vienas iš būdų buvo atskirti pastatą nuo žemės guma ar kitomis smūgius sugeriančiomis medžiagomis, kurios leido pastatui šiek tiek judėti žemės drebėjimo metu. Tačiau be tam tikro slopinimo pastato judėjimas gali būti ekstremalus ir gali atsirasti žala arba visiškas gedimas. Pastato apačioje pridėjus magnetorheologinę amortizatorių sistemą, architektai galėjo sumažinti pastato judėjimą valdoma sistema.

Transporto priemonės buvo dar viena magnetinio slopinimo sistemų interesų sritis XX amžiuje. Susidomėjimas keleivių patogumu ir aukštesnis saugos sistemų lygis paskatino amortizatorius naudoti magnetorheologinių amortizatorių technologiją, kad būtų užtikrinta kintama pakaba. Vairuotojas galėjo pasirinkti važiavimo komforto lygį naudodamas selektorių, kuris nurodytų valdikliui, kiek magnetinio lauko turi sukurti, kai jaučiama vibracija. Be to, saugos sistemos galėtų aptikti slydimą ar galimą apsivertimo situaciją ir pakeisti pakabos elgesį, kad tai neutralizuotų.

Kariniai ginklai buvo dar viena sritis, kurioje magnetorheologiniai slopintuvai galėtų būti naudingi. Pritaisytas prie didelės patrankos, slopintuvas gali pajusti sviedinio šūvį ir suaktyvinti, kad sumažintų atatranką. Tai ne tik sumažino ginklo susidėvėjimą, bet ir mobiliuosiuose tankuose ar pabūkluose, sumažinus smūgius, gali sumažėti ginklu šaudančių karių nuovargis.