Влияние внешних электромагнитных полей на значение градиента скорости сдвига слоев магнитореологической рабочей среды.

Abstract

Потребность в совершенствовании приводов машин и механизмов требует постоянного развития альтернативных приводных технологий, в ряду которых находятся магнитореологические, магнитодинамические и магнитожидкостные технологии. Магнитореологические, магнитодинамические и магнитожидкостные устройства за последние годы успели хорошо себя зарекомендовать, поэтому их дальнейшее развитие оценивается, как вполне рациональное решение. Перспективным инновационным направлением в приводных системах являются магнитореологические приводы комбинированного типа. В подобных приводных системах управление расходом магнитореологической рабочей среды осуществляется не только за счет изменения ее вязкости, но и посредством генерации реологических эффектов. Очевидно, что в комбинированных магнитореологических системах на магнитореологическую рабочую жидкость оказывается дополнительное стороннее сдвиговое воздействие. Это вызывает потребность пересмотра подхода к оценке вязкости рабочей среды в магнитореологических приводах комбинированного типа. При расчете и моделировании традиционных магнитореологических систем или магнитореологических систем комбинированного типа важной задачей является оценка вязкостных характеристик рабочей среды и прогнозирование возникновения в ней возможных реологических аномалий. В статье описывается методика моделирования вязкостных свойств магнитореологической рабочей среды. Отличительной особенностью предложенного метода является то, что он позволяет учитывать влияние внешних электромагнитных полей на градиент скорости сдвига слоев магнитореологической жидкости. В тексте представлены результаты численного моделирования, выполненные в пакете прикладных программ Matlab. Результаты компьютерного эксперимента показывают возможность предложенного метода оценивать влияние внешних полей на значение смещения слоев под действием сдвиговых напряжений и электромагнитной составляющей. Это позволяет определять вероятное возникновение вязкопластичных, псевдопластичных и дилатантных свойств магнитореологической рабочей среды и появление реологических эффектов, свойственных магнитореологическим рабочим средам. The importance of improving machine drives requires constant development of alternative drive technologies which include magnetorheological, magnetodynamic and magneto-liquid technologies. In the recent years, magnetorheological, magnetodynamic, and magneto-liquid devices have proved to be effective; therefore their further development is considered relevant. Combined magnetorheological drives are promising innovation in drive systems. Such drive systems control the flow of magnetorheological working medium by changing its viscosity and generating rheological effects. It is obvious that in combined magnetorheological systems there is additional external shear force in working fluids. This requires revision of the main theoretical approaches to estimating the viscosity of the working medium in combined magnetorheological systems. When calculating and modeling combined or regular magnetorheological systems, it is important to estimate the viscosity characteristics of the working medium and forecast its possible rheological anomalies. The article describes a method for modeling the viscosity properties of magnetorheological working medium. A distinctive feature of the proposed method is that it allows us to take into account the effect of external electromagnetic fields on the shear rate gradient of magnetorheological liquid layers. The paper presents the results of numerical modeling obtained with the Matlab application package. The results of the computer experiment show that the proposed method can assess the effect of external electromagnetic fields on the shear rate gradient of layers under shear stresses and the electromagnetic component. This makes it possible to determine the probability of development of viscoplastic, pseudoplastic, and dilatant properties in the magnetorheological working medium and of appearance of rheological effects which are characteristic of magnetorheological working media.