مدل‌سازی میراگر هیدرولیکی مغناطیسی با رویکرد بهینه‌سازی خصوصیات مولکولی سیال مغناطیسی

میراگر هیدرولیکی مغناطیسی به‌عنوان یکی از پرکاربردترین تجهیزات در صنایع مختلف برای اولین بار با رویکرد بررسی خصوصیات مولکولی سیال مغناطیسی عامل در آن با استفاده از روش مدل‌سازی مولکولی دینامک ذره استهلاکی مورد مطالعه و بهینه‌سازی قرار گرفته است. بوسیله مدل اصلاح شده بوک ون شرایط پسماند مغناطیس و نیروی میراگری برای فراهم شدن توان میراگری 10 نیوتن مورد نیاز در میکرو ماشین‌ها محاسبه شده و پس از معتبرسازی با نتایج تجربی موجود در مقالات اثر خصوصیات مولکولی سیال مغناطیسی عامل بر آن بررسی شده است. نتایج حاصل از مدل‌سازی دینامیک ذره استهلاکی نشان می‌دهد با افزایش جرم و قطر ذرات مغناطیسی نیروی میراگری افزایش می‌یابد، در حالیکه با افزایش چگالی این ذرات و افزایش جرم ذرات سیال حامل، نیروی میراگری ابتدا افزایش و سپس کاهش پیدا می‌کند، بنابراین لازم است تا مقادیر بهینه تعیین شوند. همچنین مشاهده می‌شود با کاهش ضخامت لایه فعال در سطح ذرات مغناطیسی نیروی میراگری افزایش می‌یابد. در نهایت با توجه به نتایج بدست آمده، مقادیر بهینه هر یک از پارامترهای مورد مطالعه بمنظور فراهم آمدن توان میراگری 10 نیوتن با کمترین مقدار مصرف انرژی توسط میراگر تعیین شده و از میان سیال‌های مغناطیسی تجاری سیال 132دیجی به‌عنوان بهترین سیال انتخاب می‌شود.

Modeling of the Magnetorheological Damper with Optimization Approach for Magnetic Fluid Molecular Properties

Magnetorheological damper, as one of the most widely used equipment in various industries, was firstly studied and optimized using a molecular properties analysis of operating magnetic fluid in it utilizing dissipative particle dynamics as molecular modeling method. By using modified BoucWen model, hysteresis and damping force level have calculated in order to provide the required 10 N power requirement in micromachines and after validation with experimental results presented in papers, the effect of molecular properties of magnetic fluid operating on it has investigated. Results of molecular modeling by dissipative particle dynamics method show that by increasing mass and diameter of magnetic particles, damping force increases, while by increasing number density of these particles and increasing mass of carrier fluid particles, damping force firstly increases and then decreases. Therefore, it is necessary to set optimal values. It is also observed that by decreasing the thickness of the surfactant layer at the surface of the magnetic particles, damping force increases. Finally, according to the obtained results, the optimal values of each studied parameters were determined to provide 10 N damping force with the least amount of energy consumed by damper and selected from commercial magnetic fluids 132DG fluid as suitable magnetorheological fluid.