Kas ir magnetoreoloģiskais slāpētājs?

Reoloģija ir pētījums par šķidrumu un cietu vielu ietekmi, ja tās tiek pakļautas kustībām vai spiedienam. Šķidrumos galvenie parametri, kas var būt noderīgi vibrācijas kontrolei, ir viskozitāte un bīdes spriegums. Viskozitāte attiecas uz šķidruma biezumu un to, kā tas var pretoties kustībai vai plūsmai. Bīdes spriegums ir mērījums tam, kā šķidrums pretojas pēkšņai sadalīšanai vai pārvietošanai, kā arī to, kā šķidrumā ievietotie materiāli var kustēties, ja tos ātri velk jebkurā virzienā.

Amortizators ir termins ierīcei, ko izmanto vibrācijas samazināšanai, kas ir līdzīga amortizatoram, ko izmanto transportlīdzekļos, lai samazinātu balstiekārtas kustību nelīdzenas ceļa virsmas dēļ. Daudzi amortizatori un amortizatori izmanto dažāda biezuma eļļas, lai samazinātu kustību un aizsargātu aprīkojumu. Ja eļļām pievieno nelielas dzelzs daļiņas, magnētiskie lauki var ietekmēt dzelzs daļiņas un mainīt šķidruma īpašības.

Dzelzs un eļļas maisījuma pievienošana standarta amortizatora iekšpusē un magnētiskā lauka radīšana ar elektrisko strāvu radīs magnetoreoloģisko slāpētāju. Palielinoties magnētiskajam laukam, dzelzs daļiņas arvien vairāk pretojas kustībai un radīs augstāku vibrāciju slāpēšanas līmeni. Ja kopā ar programmatūru magnētiskā lauka kontrolei tiek pievienots elektriskais kontrolieris, var izmantot mainīgu magnetorheoloģisko slāpētāju, lai ātri samazinātu vibrāciju un aizsargātu konstrukcijas vai transportlīdzekļus.

Dzelzs daļiņas slāpētājos bieži tiek pārklātas ar polimēru, lai tās nesaliptu kopā. Ja daļiņas ir ļoti mazas, tās tiek suspendētas eļļā un neļauj tām nogulsnēties amortizatora apakšā. Kad tiek izveidots magnētiskais lauks, maisījums vairāk līdzinās cietai vielai, nevis šķidrumam, un ir ļoti izturīgs pret plūsmu vai kustību. Ja eļļu iespiež ar virzuli cilindrā, augstā viskozitāte var samazināt eļļas kustību caur maziem caurumiem virzulī.

Bīdes spriegumu var izmantot, mainot virzuli uz virkni plākšņu, kas iegremdētas eļļā. Plāksnes šķidrumā pārvietojas uz priekšu un atpakaļ, un, aktivizējoties magnētiskajam laukam, dzelzs un eļļas maisījums ātri sabiezē un kļūst ļoti izturīgs pret bīdi. Ja plāksnes ir savienotas ar cietu vārpstu, kas stiepjas no amortizatora, vārpstu var piestiprināt pie transportlīdzekļa vai ēkas pamata un nodrošināt amortizācijas sistēmu.

Aizsardzība pret zemestrīcēm kļuva par pastiprinātas pētniecības jomu 20. gadsimta beigās, jo cilvēka attīstība pieauga apgabalos, kur bija augsts ēku bojājumu potenciāls. Viens no paņēmieniem bija ēkas atdalīšana no zemes ar gumiju vai citiem triecienu absorbējošiem materiāliem, kas ļāva ēkai nedaudz pārvietoties zemestrīces laikā. Tomēr bez jebkāda veida amortizācijas ēkas kustība var būt ārkārtēja un var rasties bojājumi vai pilnīga kļūme. Magnetorheoloģiskās slāpētāju sistēmas pievienošana ēkas pamatnei deva arhitektiem iespēju samazināt ēkas kustību ar vadāmu sistēmu.

Vēl viena magnētiskās slāpēšanas sistēmu interešu joma 20. gadsimtā bija transportlīdzekļi. Interese par pasažieru komfortu un paaugstināts drošības sistēmu līmenis izraisīja amortizatorus, kas izmanto magnetorheoloģisko amortizatoru tehnoloģiju, lai nodrošinātu mainīgu piekari. Vadītājs varēja izvēlēties braukšanas komforta līmeni, izmantojot selektoru, kas norādītu kontrolierim, cik liels magnētiskais lauks jāizveido, kad tiek uztverta vibrācija. Turklāt drošības sistēmas varētu noteikt slīdēšanu vai iespējamu apgāšanās situāciju un mainīt balstiekārtas uzvedību, lai to novērstu.

Militārie ieroči bija vēl viena joma, kur magnetorheoloģiskie slāpētāji varēja sniegt labumu. Ja tas ir uzstādīts lielam lielgabalam, slāpētājs varēja sajust šāviņa izšaušanu un aktivizēties, lai samazinātu atsitienu. Tas ne tikai samazināja ieroča nodilumu, bet arī mobilajos tankos vai lielgabalos trieciena samazināšana varētu samazināt karavīru nogurumu, kas šauj ar ieročiem.