Što je magnetoreološki prigušivač?

Magnetorheološki prigušivač je uređaj za apsorpciju udara koji djeluje postavljanjem magnetskog polja na mješavinu tekućeg ulja i čestica željeza. Čestice željeza privlače se magnetskim poljem i nižu se duž linija magnetskog polja koje prolaze kroz tekućinu. To stvara gustu tekućinu koja je otporna na kretanje i može pomoći u smanjenju vibracija i udara u raznim primjenama. Te se tekućine ponekad nazivaju pametnim tekućinama, jer mijenjaju svojstva kada se magnetsko polje doda ili promijeni.

Reologija je proučavanje učinaka tekućina i krutih tvari kada su izloženi kretanju ili pritiscima. U tekućinama, primarne karakteristike koje mogu biti korisne za kontrolu vibracija su viskoznost i posmično naprezanje. Viskoznost se odnosi na debljinu tekućine i na to kako se može oduprijeti kretanju ili strujanju. Smično naprezanje je mjera otpora tekućine da se razdvoji ili naglo pomakne, kao i kako se materijali smješteni u tekućini mogu pomaknuti ako se brzo povuku u bilo kojem smjeru.

Amortizer je izraz za uređaj koji se koristi za smanjenje vibracija, koji je sličan amortizeru koji se koristi na vozilima za smanjenje kretanja ovjesa zbog neravnih površina ceste. Mnogi amortizeri i amortizeri koriste ulja različitih debljina za smanjenje kretanja i zaštitu opreme. Kada se male čestice željeza dodaju uljima, magnetska polja mogu utjecati na čestice željeza i promijeniti svojstva tekućine.

Dodavanje mješavine željeza i ulja unutar standardnog amortizera i stvaranje magnetskog polja električnom strujom stvorit će magnetorheološki prigušivač. Kako se magnetsko polje povećava, čestice željeza će se sve više oduprijeti kretanju i stvarati višu razinu prigušivanja vibracija. Ako se uz softver za upravljanje magnetskim poljem doda električni kontroler, može se koristiti varijabilni magnetoreološki prigušivač za brzo smanjenje vibracija i zaštitu konstrukcija ili vozila.

Čestice željeza u amortizerima često su obložene polimerom kako se ne bi lijepile. Održavanje čestica vrlo malim pomaže im da ostanu suspendirane u ulju i sprječava njihovo taloženje na dno zaklopke. Kada se stvori magnetsko polje, smjesa postaje više poput krutine nego tekućine i vrlo je otporna na strujanje ili kretanje. Ako se ulje gura klipom unutar cilindra, visoka viskoznost može smanjiti kretanje ulja kroz male rupe u klipu.

Smično naprezanje može se iskoristiti mijenjanjem klipa u niz ploča uronjenih u ulje. Ploče se kreću naprijed-natrag u tekućini, a kada se aktivira magnetsko polje, mješavina željeza i ulja se brzo zgušnjava i postaje vrlo otporna na smicanje. Ako su ploče spojene na čvrstu osovinu koja se proteže od amortizera, osovina se može pričvrstiti na temelj vozila ili zgrade i osigurati sustav prigušivanja.

Zaštita od potresa postala je područje povećanog istraživanja u kasnom 20. stoljeću kako je ljudski razvoj rastao u područjima gdje je potencijal za oštećenje zgrada bio visok. Jedna tehnika bila je odvajanje zgrade od tla gumom ili drugim materijalima koji apsorbiraju udarce, što je omogućilo pomicanje zgrade tijekom potresa. Bez nekog oblika prigušenja, međutim, kretanje zgrade moglo bi biti ekstremno i moglo bi doći do oštećenja ili potpunog kvara. Dodavanje magnetorheološkog prigušnog sustava u podnožju zgrade dalo je arhitektima način da smanje pomicanje zgrade pomoću sustava kojim se može upravljati.

Vozila su bila još jedno područje interesa za magnetske sustave prigušenja u 20. stoljeću. Interes za udobnost putnika i povećana razina sigurnosnih sustava doveli su do toga da amortizeri koriste tehnologiju magnetoheoloških amortizera kako bi osigurali varijabilni ovjes. Vozač je mogao odabrati razinu udobnosti vožnje pomoću selektora, koji bi kontroloru rekao koliko magnetskog polja treba stvoriti kada se osjeti vibracija. Osim toga, sigurnosni sustavi mogli bi otkriti proklizavanje ili moguću situaciju prevrtanja i promijeniti ponašanje ovjesa kako bi to spriječili.

Vojno oružje bilo je još jedno područje u kojem bi magnetoreološki prigušivači mogli biti od koristi. Kada je postavljen na veliki top, amortizer je mogao osjetiti ispaljivanje projektila i aktivirati se kako bi smanjio trzaj. Ovo ne samo da je smanjilo trošenje oružja, već bi kod mobilnih tenkova ili topova smanjenje šoka moglo smanjiti umor vojnika koji pucaju iz oružja.