Thiết kế tối ưu phanh lưu chất từ biến xét đến các hình dạng khác nhau của vỏ phanh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HCM - PHÒNG CÚN PẨU THIẾT KẾ TỐI ƯU PHANH LƯU CHẤT TỪ BIẾN XÉT ðẾN CÁC HÌNH DẠNG KHÁC NHAU CỦA VỎ PHANH LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành : Cơ – ðiện Tử Mã số ngành: 60520114 TP HỒ CHÍ MINH, tháng 12 năm 2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HCM - PHÒNG CÚN PẨU THIẾT KẾ TỐI ƯU PHANH LƯU CHẤT TỪ BIẾN XÉT ðẾN CÁC HÌNH DẠNG KHÁC NHAU CỦA VỎ PHANH LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành : Cơ – ðiện Tử Mã số ngành: 60520114 HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS NGUYỄN QUỐC HƯNG CÔNG TRÌNH ðƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ðẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP HCM Cán hướng dẫn khoa học : GVC, TS Nguyễn Quốc Hưng (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Luận văn Thạc sĩ ñược bảo vệ Trường ðại học Kỹ thuật Công nghệ TP HCM ngày 25 tháng 01 năm 2014 Thành phần Hội ñồng ñánh giá Luận văn Thạc sĩ gồm: PGS.TS Trần Thu Hà TS Nguyễn Viễn Quốc TS Võ Tường Quân TS Nguyễn Duy Anh TS Nguyễn Thanh Phương Xác nhận Chủ tịch Hội ñồng ñánh giá Luận sau Luận văn ñã ñược sửa chữa (nếu có) Chủ tịch Hội ñồng ñánh giá LV TRƯỜNG ðẠI HỌC CỘNG HÒA Xà HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ðỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC CÔNG NGHỆ TP.HCM PHÒNG QLKH – ðTSðH TP.HCM, Ngày Tháng Năm NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Phòng Cún Pẩu Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 28/09/1988 Nơi sinh: ðồng Nai Chuyên ngành: Cơ – ðiện Tử MSHV: 1241840011 I- Tên ñề tài: Thiết kế tối ưu phanh lưu chất từ biến xét ñến hình dạng khác vỏ phanh II- Nhiệm vụ nội dung: - Tìm hiểu phanh lưu chất từ biến - Xây dựng giải toán tối ưu xét ñến hình dạng khác vỏ phanh - Tổng hợp kết tối ưu thực nghiệm kiểm chứng III- Ngày giao nhiệm vụ: 12/6/2013 IV- Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 12/12/2013 V- Cán hướng dẫn: GVC, TS Nguyễn Quốc Hưng CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH (Họ tên chữ ký) (Họ tên chữ ký) i LỜI CAM ðOAN Tôi xin cam ñoan ñây công trình nghiên cứu riêng hướng dẫn TS.Nguyễn Quốc Hưng, số liệu, kết nêu Luận văn trung thực chưa ñược công bố công trình khác Tôi xin cam ñoan giúp ñỡ cho việc thực Luận văn ñã ñược cảm ơn thông tin trích dẫn Luận văn ñã ñược rõ nguồn gốc Phòng Cún Pẩu ii LỜI CÁM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn quý thầy cô trường ðại Học Công Nghệ TP.HCM ñã tận tình dạy, truyền ñạt, giúp trang bị kiến thức vô quý báu ñể hoàn thành khóa học Tôi xin gửi ñếnTS Nguyễn Quốc Hưng lòng tri ân sâu sắc nhất; khoảng thời gian làm luận văn không nhiều kiến thức quý báu thầy ñã giúp em hoàn thành luận văn Thạc Sĩ Tôi xin gửi lời cảm ơn ñến anh chị lớp 12SCD11 ñã sát cánh suốt khóa học Thạc Sỹ trường, khoảng thời gian không dài ñể lại nhiều kỉ niệm phai mờ Phòng Cún Pẩu iii TÓM TẮT Trong thiết kế phanh lưu chất từ biến (MRB), hình dạng vỏ phanh ảnh hưởng ñáng kể ñến ñặc tính hoạt ñộng phanh Trong nghiên cứu này, hình dạng khác vỏ phanh hình chữ nhật, hình ña giác, spline ñược xét ñến tìm hình dạng thích hợp Trong nghiên cứu này, sau phần giới thiệu lưu chất từ biến ứng dụng, MRB với hình dạng khác vỏ phanh ñược giới thiệu momen phanh ñược xác tính toán dựa thuộc tính Bingham lưu chất từ biến Từ ñó toán thiết kế tối ưu MRB với hình dạng khác vỏ phanh ñược thực Bài toán tối ưu nhằm tìm giá trị kích thước tối ưu phanh cho phanh tạo lực phanh theo yêu cầu khối lượng phanh nhỏ Công cụ tối ưu kết hợp với phương pháp phân tử hữu hạn ñược sử dụng ñể tìm kết tối ưu MRB Từ kết ñạt ñược, hình dạng thích hợp vỏ phanh ñược xác ñịnh dựa khối lượng giảm ñi phanh iv ABSTRACT In design of magneto-rheological brake (MRB), it is well-known that the shape of the brake envelope significantly affects to performance characteristics of the brake In this study, different shapes of MR brake envelop such as rectangular, polygon, spline shape of the envelope are considered and from which the most suitable shape is identified The MRBs with different shapes of the envelope are introduced followed by the derivation of the braking torque based on Bingham-plastic behavior of the magneto-rheological fluid (MRF) Optimal design of the MRB with different shapes of the envelope is then performed The optimization problem is to find optimal value of significant geometric dimensions of the MRBs that can produce a certain required braking torque while their mass is minimized A finite element analysis integrated with an optimization tool is employed to obtain optimal solutions of the MRBs From the results, the most suitable shape of the brake envelope is identified and discussed with the reduction of mass v MỤC LỤC Lời cam ñoan i Lời cảm ơn ii Tóm tắt iii Abstract iv Mục lục v Danh mục từ viết tắt vii Danh mục bảng viii Danh mục hình ảnh ix CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1.1 ðặt vấn ñề 1.2 Tính cấp thiết ñề tài 1.3 Mục tiêu nghiên cứu ñề tài 1.4 Nội dung nghiên cứu ñề tài 1.5 Phương pháp nghiên cứu ñề tài CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ LƯU CHẤT TỪ BIẾN 2.1 Lịch sử nghiên cứu 2.2 Nguyên lý hoạt ñộng 2.3 Ứng dụng 2.3.1 Phanh ly hợp 2.3.2 Giảm chấn 2.3.3 Khối gá ñộng 2.3.4 Haptics 11 2.3.5 Valve 12 CHƯƠNG 3: MÔ HÌNH TÍNH TOÁN LƯU CHẤT TỪ BIẾN 14 3.1 Giới thiệu chung 14 3.2 Mô hình Bingham 14 vi 3.3 Mô hình Herchel-Berkerly 15 CHƯƠNG 4: PHANH LƯU CHẤT TỪ BIẾN 16 4.1 Các dạng vỏ phanh 16 4.2 Mô hình toán phanh lưu chất từ biến 20 4.3 Các phương pháp giải toàn từ trường phanh 24 4.3.1 Phương pháp giải tích 24 4.3.2 Phương pháp phần tử hữu hạn 26 CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ TỐI ƯU PHANH LƯU CHẤT TỪ BIẾN VỚI CÁC HÌNH DẠNG KHÁC NHAU CỦA VỎ PHANH 31 CHƯƠNG 6: THỰC NGHIỆM VÀ ðÁNH GIÁ KẾT QUẢ 49 6.1 Mô hình thực nghiệm 49 6.2 Kết thí nghiệm 53 6.3 Nhận xét ñánh giá kết 53 KẾT LUẬN 54 TÀI LIỆU THAM KHẢO 55 42 ðối với MRB biên dạng vỏ hình ña giác cạnh trình hội tụ xảy vòng lặp thứ 27 với kết thu ñược sau (mm): wc=6.5, hc,=2.3, th1=4.7, th2=5.7, th3=5.8, th4=2.2, ths=2.05, th6=5, th7=3.5, R1=56.9, R2=51.5, R3=47.8, R4=24, R6=54 R7=34 ðáp ứng yêu cầu ñặt momen phanh ñạt 10kN nhiên khối lượng phanh ñã giảm so với phanh biên dạng ña giác cạnh khối lượng 1.03kg Và phân bố từ trường ñồng ñều so với phanh biên dạng ña giác cạnh Hình 5.8 cho thấy thay ñổi giá trị biến thiết kế khối lượng phanh tương ứng qua vòng lặp, cuối hội tụ vòng lặp thứ 27 Phân bố từ trường hình 5.8c cho thấy từ trường ñược phân bố ñều sau tối ưu vỏ phanh có biên dạng ña giác cạnh 43 (a) Biến thiết kế (b) Momen khối lượng phanh (c) Cường ñộ từ trường sau tối ưu Hình Kết tối ưu MRB biên dạng vỏ hình ña giác cạnh 44 Cuối cùng, ñối với biên dạng vỏ phanh Spline, trình hội tụ xảy vòng lặp thứ 27 kết tối ưu sau (mm): wc=5.8, hc=2.5, th1=4.67, th2=5.63, th3=6, th4=2.4, ths=2.1, th6=5, th7=3.8, R1=56.6, R2=53.5, R3=47.4, R4=24.3, R6=53.5 R7=34.2 Với khối lượng tối ưu 1.029kg, kết ñạt ñược gần tương ñương với phanh biên dạng ña giác ñoạn Nguyên nhân ñiểm ñược chọn gần tương ñương với biên dạng ña giác ñoạn Hình 5.9 cho thấy trình thay ñổi biến thiết kế trình tối ưu thay ñổi khối lượng phanh tương ứng với vòng lặp ñó cuối hội tụ vòng lặp thứ 27 Hình 5.9c thể phân bố từ trường phanh ñồng ñều, ñiều giúp cho phanh hoạt ñộng hiệu 45 (a) Biến thiết kế (b) Momen khối lượng phanh (c) Cường ñộ từ trường sau tối ưu Hình Kết tối ưu MRB biên dạng vỏ Spline 46 Ngoài xem xét giá trị tối ưu, ta thấy giá trị khối lượng tối ưu với giá trị tối ña momen phanh có mối liên hệ hàm phụ thuộc R e c ta n g u la r - s e g p o ly g o n Mass of the MRB (kg) - s e g p o ly g o n s p lin e 10 15 20 25 30 B r a k in g T o r q u e ( N m ) (a) Tương quan khối lượng phanh momen phanh Mass reduction (%) 18 -s e g p o ly g o n -s e g p o ly g o n s p lin e 16 14 12 10 10 15 20 25 30 B k in g T o rq u e (N m ) (b) Tương quan khối lượng giảm ñi momen phanh Hình 10 Tương quan khối lượng momen phanh sử dụng chất lưu MRF-132-DG 47 Mass of the MRB (kg) R e c ta n g u la r - s e g p o ly g o n - s e g p o ly g o n s p lin e 0 5 10 15 20 25 30 B r a k in g T o r q u e ( N m ) (a) Tương quan khối lượng phanh momen phanh Mass reduction (%) 18 -s e g p o ly g o n -s e g p o ly g o n s p lin e 16 14 12 10 10 15 20 25 30 B k in g T o rq u e (N m ) (b) Tương quan khối lượng giảm ñi momen phanh Hình 11 Tương quan khối lượng momen phanh sử dụng chất lưu MRF-140-DG Từ kết tối ưu cho thấy biên dạng hình chữ nhật phanh ảnh hưởng ñáng kể ñến ñặc tính MRB khối lượng MRB biên dạng vỏ hình chữ nhật thông thường giảm ñáng kể thay phanh có vỏ dạng ña giác cạnh ðồng thời , sử dụng vỏ phanh ña giác nhiều cạnh dễ dàng việc 48 thiết kế diện tích mặt cắt mạch từ phanh chí khối lượng phanh giảm ñược Tuy nhiên ñến mức ñó khối lượng phanh ñạt mức bão hòa Ta dễ dàng thấy ñược ñiều ñó khối lượng giảm ñi phanh dạng ña giác ñoạn giảm ñi không 2.4% so với phanh dạng ña giác cạnh khối lượng phanh dạng Spline phanh dạng ña giác ñoạn gần tương ñương chi phí chế tạo khác xa hoàn toàn Vì chi phí chế tạo số lượng cạnh ñịnh dạng vỏ phanh ñược chọn sử dụng 49 CHƯƠNG 6: THỰC NGHIỆM VÀ ðÁNH GIÁ KẾT QUẢ 6.1 Mô hình thực nghiệm Trong trình thực nghiệm, MRB có biên dạng vỏ khác ñã ñược chế tạo nhằm mục ñích thực nghiệm Hình Bản vẽ Phanh biên dạng vỏ Spline 50 (1), (3) Screw (8) Bobbin (2) Bearing cap (9) Bold (4), (5) MRF filling (12) Bearings (6, (10), (11) Housing (13) Shaft (7) Disc (14) O-rings Hình Bản vẽ MRB biên dạng vỏ hình chữ nhật Trong trình thực nghiệm, ñiều kiện vật chất thiếu nhiều nên thực lấy kết chỗ Phanh ñược chế tạo chỗ sau ñó ñược gửi qua phòng thí nghiệm SSSLab,Department of Mechanical Engineering, Inha University, Incheon 402-751, KOREA ñể lấy kết momen phanh Mục ñích việc thí nghiệm xem phanh có khả tạo lực phanh 10Nm không Mô hình thí nghiệm SSSLab gồm có phần chính: - Motor ñược sử dụng có khả tạo momen lớn 10Nm - Torque sensor có tác dụng ño momen phản hồi - Phanh lưu chất từ biến 51 Hình Mô hình thí nghiệm phanh MR phòng thí nghiệm SSSLab MRB sau chế tạo, ñược kiểm tra chỗ mặt tính hoạt ñộng, khả tạo momen phanh MRB trước gửi qua phòng thí nghiệm SSSlab Trong mô hình kiểm tra khả tạo momen phanh, MRB ñược kết nối với ñộng truyền ñộng thông qua khớp nối, ñộng sử dụng ñộng AC 220V có công suất 90W tốc ñộ quay 1450 rpm Một mạch ñiện ñược sử dụng ñể cấp dòng ñiện từ ñến 2,5A cho cuộn dây nhằm tạo momen phanh Sơ ñồ nguyên lý mạch ñiện ñược thể hình 6.4 52 1N4007 J2 D1 U1 - + VIN VOUT ADJ AC220V 220 ohm 0.5W 1K5 J2 LM350/TO BRIDGE 47mF 4700mF + + 100nF 220 ohm 0.5W 10mF + 100nF 4K7 Hình Sơ ñồ nguyên lý mạch nguồn cấp dòng - 2,5A LED 53 6.2 Kết thí nghiệm Kết thí nghiệm cho thấy phanh ñều ñạt ñược momen 10Nm khoảng thời gian 0.5s Với kết cho thấy, biên dạng vỏ phanh sau tối ưu giữ ñược momen phanh cần thiết 12 Rectangular 5-Seg-polygon Spline Braking Torque [Nm] 10 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 Time [s] Hình Kết thực nghiệm ño momen phanh 6.3 Nhận xét ñánh giá kết Kết thực nghiệm cho thấy qua trình tối ưu, khối lượng phanh ñã giảm ñi ñáng kể, tính hoạt ñộng phanh không bị ảnh hưởng mô hình hoàn toàn ñúng kết mô loại phanh biên dạng vỏ hình chữ nhật, ña giác Spline ñều ñạt ñược giá trị momen phanh ñã ñề Về mặt khối lượng phanh, thực tế chế tạo có thêm số chi tiết bạc ñạn phần ñể lắp bạc ñạn (Hình 6.1 hình 6.2) nên khối lượng có thay ñổi so với khối lượng mô vỏ phanh biên dạng Spline có khối lượng nhẹ với khối lượng 1,45kg biên dạng vỏ phanh khác có khối lượng thay ñổi tương ứng chênh lệch khối lượng thể kết mô 54 KẾT LUẬN Qua phần nghiên cứu “ Thiết kế tối ưu phanh lưu chất từ biến xét ñến hình dạng khác vỏ phanh” cho thấy thiết kế truyền thống vỏ phanh chưa phải tối ưu mà khối lượng phanh ñã giảm ñáng kể xét ñến hình dạng khác vỏ phanh ðiều góp phần qua trong việc ứng dụng MRB thiết bị có yêu cầu cao mặt khối lượng Trong thiết kế chế tạo có vô số yêu cầu khác ñược ñặt ra, thiết kế yêu cầu tối thiểu mặt kích thước, thiết kế khác lại yêu cầu khắc khe mặt khối lượng Các biên dạng vỏ phanh khác hoàn toàn ñáp ứng yêu cầu ñặt momen phanh, thời gian ñáp ứng, khối lượng kích thước lại khác nhiều Như vậy, việc xem xét sử dụng loại phanh tùy thuộc vào ứng dụng cụ thể, vị trí lắp ñặt, chi phí gia công, khối lượng kích thước cho phép Ngoài nghiên cứu dừng lại tối ưu phanh dạng ñĩa truyền thống loại phanh khác dạng tang trống, tang trống ngược, dạng chữ T… chưa thực ñược, biên dạng ñó sau tối ưu theo biên dạng vỏ ñạt ñược kết tốt mặt khối lượng kích thước so với phanh dạng ñĩa truyền thống ðiều cần có thêm nghiên cứu tối ưu khác ñể chứng minh 55 TÀI LIỆU THAM KHẢO [ ] Wang J and Meng G 2001 Magnetorheological fluid devices: principles, characteristics and applications in mechanical engineering Journal of Materials: Design and Applications 215 (3) 165-74 [2] Muhammad A, Yao X L and Deng J C 2006 Review of magnetorheological (MR) fluids and its applications in vibration control Journal of Marine Science and Application (3) 17-29 [3] Q H Nguyen, S B Choi, Optimal Design of Vehicle MR Damper Considering Damping Force and Dynamic Range, Smart Mater Struct 18 (2008), 1-10 [4] Q H Nguyen, P B Nguyen and S B Choi, Optimal design of a hybrid MR brake for haptic wrist application Proc SPIE 7977, USA, 2011 [ ] Q H Nguyen, S B Choi and N M Wereley, Optimal design of magnetorheological valves via a finite element method considering control energy and a time constant Smart Mater Struct 17, 2008,1-12 [6] Phillips, R., Engineering Applications of Fluids with a Variable Yield Stress, PhD Thesis, Mechanical Engineering, U.C Berkeley, 1969 [7] J D Carlson and M R Jolly, MR fluid, foam and elastomer devices, Mechatronics 10 , 2000, 555–69 [8] O Ashour, A Craig, Magneto-Rheological Fluids: Materials, Characterization, and Devices, J Intell Mater Syst Struct 7, 1996, 123–130 [9] Rabinow J 1951 Magnetic fluid torque and force transmitting device US patent 2,575,360 [10] Liu B, Li W H, Kosasih P B and Zhang X Z 2006 Development of an MRbrake-based haptic device Smart Mater Struct 15 1960–9 [11] Huang J, Zhang J Q, Yang Y and Wei Y Q 2002 Analysis and design of a cylindrical magnetorheological fluid brake Journal of Materials Processing Technology, 129 559–562 [12] Smith A L, Ulicny J C and Kennedy L C 2007 Magnetorheological fluid fan drive for trucks Journal of Intelligent Material Systems and Structures 18 (12) 1131– 1136 [13] Nguyen Q H and Choi S B 2012 Optimal design of a novel hybrid MR brake for motorcycles considering axial and radial magnetic flux Smart Materials and Structures 21 (5), doi:10.1088/0964-1726/21/5/055003 [ 14 ] Nguyen Q H and Choi S B, 2010, Optimal design of an automotive magnetorheological brake considering geometric dimensions and zero-field friction heat Smart Mater Struct 19 115024 56 [15] Brian E S 2005 Research for dynamic seal Friction modeling in linear motion hydraulic Piston applications Master of Science thesis, University of Texas at Arlington, USA [16] D J Klingenberg, Magnetorheology: Applications and Challenges, AIChE Journal 47(2), 2001, 246-249 [ 17 ] Q H Nguyen, Y M Han, S B Choi and N M Wereley, Geometry optimization of MR valves constrained in a specific volume using the finite element method Smart Mater Struct 16, 2007, 2242-2252 [ 18 ] Q H Nguyen, S B Choi and N M Wereley, Optimal design of magnetorheological valves via a finite element method considering control energy and a time constant Smart Mater Struct 17, 2008,1-12 [19] Nguyen Q H and Choi S B 2012 Selection of magnetorheological brake types via optimal design considering maximum torque and constrained volume Smart Mater Struct 21(1) doi:10.1088/0964-1726/21/1/015012 [20] Nguyen Q H, Choi S B, Lee Y S and Han M S 2012 Optimal design of a new 3D haptic gripper for telemanipulation, featuring magnetorheological fluid brakes, doi:10.1088/0964-1726/22/1/015009 [ 21 ] Zubieta M, Eceolaza S, Elejabarrieta M J and Bou-Ali M M 2009 Magnetorheological fluids: characterization and modeling of magnetization Smart Materials and Structures 18 1-6 [ 22 ] Nguyen Q H, Han Y M, Choi S B and Wereley N M 2007 Geometry optimization of MR valves constrained in a specific volume using the finite element method Smart Materials and Structures 16 2242-2252 [...]... lưu chất từ biến 2 - Xây dựng bài toán tối ưu thiết kế phanh lưu chất từ biến với các hình dạng khác nhau của vỏ phanh - Giải bài toán tối ưu dựa trên công cụ tối ưu của phương pháp phần tử hữu hạn - Tổng hợp kết quả tối ưu - Thực nghiệm kiểm chứng kết quả 1.5 Phương pháp nghiên cứu của ñề tài 1.5.1 Phương pháp luận Thiết kế tối ưu hóa phanh lưu chất từ biến xét ñến các hình dạng khác nhau của vỏ phanh. .. hình dạng nào của vỏ phanh là tối ưu hơn sẽ ñược dựa trên khối lượng tối ưu của phanh ứng với lực phanh tương ứng 1.3 Mục tiêu nghiên cứu của ñề tài Thiết kế tối ưu hóa phanh lưu chất từ biến xét ñến các hình dạng khác nhau của vỏ phanh ðề xuất hình dạng tối ưu cho vỏ phanh 1.4 Nội dung nghiên cứu của ñề tài Với mục tiêu ñã ñặt ra, ñề tài sẽ tập trung vào một số nội dung sau: - Tìm hiểu về phanh lưu. .. 33 Hình 5.4 MRB biên dạng vỏ spline 34 Hình 5.5 Mô hình FEM ñể giải bài toán từ trường của MRB 37 Hình 5.6 Kết quả tối ưu của MRB biên dạng vỏ hình chữ nhật 39 Hình 5.7 Kết quả tối ưu của MRB biên dạng vỏ hình ña giác 5 cạnh 41 Hình 5.8 Kết quả tối ưu của MRB biên dạng vỏ hình ña giác 7 cạnh 43 Hình 5.9 Kết quả tối ưu của MRB biên dạng vỏ Spline 45 Hình 5.10 Tương quan... MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT MRF Lưu chất từ biến MRB Phanh lưu chất từ biến FEA Phân tích phần tử hữu hạn FEM Phương pháp phần tử hữu hạn viii DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 5 1 ðặc tính từ các bộ phận của phanh 35 Bảng 5 2 Tính chất lưu biến của lưu chất từ biến 36 ix DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH Hình 2 1 Liên kết giữa các hạt thay ñổi theo từ trường 6 Hình 2.2 Cấu tạo cơ bản của MRB 8 Hình. .. kết hợp Nhằm tối ưu hóa hơn nữa hiệu suất của phanh, một số dạng phanh khác dựa trên cơ sở phanh dạng kết hợp cũng ñược nghiên cứu ñến: Phanh dạng kết hợp với hai cuộn dây và phanh dạng kết hợp với phần rotor dạng hình chữ T 19 Hình 4 4 MRB dạng kết hợp với 2 cuộn dây Hình 4 5 MRB dạng kết hợp có 2 cuộn dây với rotor dạng chữ T 20 4.2 Mô hình toán của phanh lưu chất từ biến Trong thiết kế MRB, việc... hầu hết các nghiên cứu trên phanh lưu chất từ biến ñều tập trung vào phanh có biên dạng mặt cắt hình chữ nhật Vậy, câu hỏi ñược ñặt ra là liệu có phải hình dáng hiện tại của vỏ phanh là tối ưu nhất hay không? ðể trả lời câu hỏi trên, ñề tài sẽ xét ñến một số biên dạng khác nhau của vỏ phanh như poligon, spline, từ ñó tìm ra thiết kế tối ưu nhất của vỏ phanh mà vẫn ñảm bảo tính năng hoạt ñộng của phanh. .. hưởng của hình dạng vỏ phanh ñến khả năng hãm mô men của phanh lưu chất từ biến 1.5.2 Phương pháp nghiên cứu Các phương pháp sử dụng ñể ñạt ñược mục tiêu ñã ñề ra: - Nội dung 1: Tìm hiểu các loại phanh lưu chất từ biến + Thu thập các tài liệu nghiên cứu liên quan ñến MRB + Tìm hiểu các bài báo trong và ngoài nước liên quan ñến MRB - Nội dung 2: Xây dựng bài toán tối ưu thiết kế phanh lưu chất từ biến. .. cấu MRB dạng tang trống - Phanh dạng kết hợp [13]: Loại phanh này kết hợp ñược ưu ñiểm của cả hai loại phanh trên, ñồng thời khắc phục ñược nhược ñiểm chúng, ñây là sự kết hợp giữa: phanh dạng ñĩa và phanh dạng tang trống, phanh dạng ñĩa và phanh dạng tang trống ngược Thực tế nghiên cứu cho thấy, phanh dạng kết hợp mang lại hiệu quả tối ưu hơn so với các dạng khác 18 Hình 4 3 Kết cấu MRB dạng kết hợp... cập ñến việc chọn lựa phanh lưu chất từ biến bằng việc tối ưu thiết kế xét ñến mô men cực ñại và thể tích cho trước… 2.2 Nguyên lý hoạt ñộng Lưu chất từ biến (MRF) là một dạng của lưu chất thông minh, bao gồm Hydrocarbon tổng hợp hoặc silicon kết hợp với thể huyền phù của các hạt từ tính Thêm vào ñó, ñể loại bỏ sự kết tủa của các hạt có khối lượng lớn khi MRF ở trạng thái lỏng, chất hoạt tính bề mặt,... trong lưu chất này gắn kết lại với nhau theo dạng của ñường sức từ và có khả năng chống phá vỡ liên kết ðộ bền vững của liên kết này phụ thuộc vào ñộ lớn của từ trường ngoài ñưa vào 6 Hình 2 1 Liên kết giữa các hạt thay ñổi theo từ trường Có nhiều yếu tố ảnh hưởng ñến các tính chất lưu biến của MRF như mật ñộ, kích thước của hạt, sắp xếp hình dạng, ñặc tính của dòng chất lỏng mang hạt tải ñiện, chất