Kısıtlı açılı dönel manyeto-reolojik damper tasarımı ve geometrik optimizasyonu

Manyetoreolojik (MR) sıvı, bir taşıyıcı akışkan içerisine belirli oranda konmuş, mikron seviye boyuta sahip, mıknatıslanma özellikli katı taneciklerden oluşur. MR sıvının uygun bir manyetik alan altında aktifleştirilmesiyle, bu sıvıların görünür dinamik viskozitelerinde çok hızlı ve büyük artışlar olmaktadır. Kısıtlı açılı dönel (KAD) MR damper, kanat hareketiyle MR sıvıyı bir bölmeden diğer bölmeye transfer ederken, belirlenen lokasyonda MR sıvının manyetik alana maruz bırakıldığı sistemdir. KAD-MR damperin yüksek tork sönümü, düşük enerji tüketimi, akış özelliklerinin manyetik alanla kontrol edilebilmesi ve kompakt yapıda tasarlanabilmesi onu dikkat çekici kılmıştır. Bu çalışmanın temelinde değişken viskoz tork sönümüne sahip olan KAD-MR damper geliştirilmesi vardır. Başlangıçta, MR sıvı ve KAD-MR damper hakkında bilgi verilmiş, devamında ise KAD-MR damperin tasarımı gerçekleştirilmiştir. Tasarım parametrik hale dönüştürülerek sırasıyla manyetik alan analizi (ANSYS Magnetostatic) ve akış analizi (ANSYS-CFD) yapılarak sayısal çözümleme gerçekleştirilmiştir. Akışkan incelmesi veya kalınlaşması etkilerini dikkate almak için akış analizi Herschel-Bulkley modeli kullanılarak yapılmıştır. MR sıvının Herschel-Bulkley indeks bilgileri bir doktora tezinden, yoğunluk ve viskozite bilgileri ise üretici firmaya ait katalogdan referans alınmıştır. Akış analizindeki hareketin tanımlaması için profil dosyası yazılmıştır. Analitik olarak KAD-MR damperin tork sönümünü hesaplayabilmek için bir matematiksel bağıntı geliştirilmiştir. 0.6T manyetik alan altında 90 Nm tork sönümünü verecek olan KAD-MR damperin geometrik ölçüleri simülasyon sonuçlarına göre belirlenmiştir. Sonuçlar bu yaklaşımın KAD-MR damper tasarımı için kullanılabilir olduğunu göstermektedir.