các dịng điện khác nhau được thể hiện trong Hình 4.7. Có thể thấy lực giảm chấn phụ thuộc nhiều vào từ trường ngoài. Lực giảm chấn thực nghiệm biến thiên và nhỏ hơn so với giá trị tính tốn lý thuyết bằng mơ hình giả tĩnh. Khi khơng cấp điện cho các cuộn dây (I = 0), đường cong lực – chuyển vị hầu như giống hình ellipse và mối quan hệ lực – vận tốc gần như tuyến tính, chứng tỏ giảm chấn giống như giảm chấn nhớt thuần túy. Tuy nhiên lực giảm chấn trong trường hợp này không tập trung lân cận gốc tọa độ do sự hiện diện của lực ma sát giữa trục và O–ring. Lực khơng tải thực nghiệm có chút khác biệt so với tính tốn, với giá trị trung bình tại ví trí ổn định (tương đối xa điểm đầu và cuối hành trình) là 19,1 N, đạt khoảng 104% giá trị lý
(a) lực – thời gian
(b) lực – vận tốc (c) lực – chuyển vị
Hình 4.7: Ứng xử của giảm chấn MRF ở tần số 2 Hz, biên độ 20 mm với các
thuyết (18,4 N). Nguyên nhân có thể đến từ sự ước lượng chưa chính xác lực ma sát O–ring. Khi tăng dòng điện (I > 0), diện tích vùng lực – chuyển vị được mở rộng đáng kể cho thấy lực giảm chấn đã được sinh ra thêm. Ở cường độ 1 A, lực giảm chấn cực đại đạt đến 76,6 N, khoảng 96% giá trị tính tốn (80 N). Sự chênh lệch chủ yếu do mất mát từ tính ra mơi trường xung quanh và tại vị trí tiếp xúc giữa các bộ phận. Như vậy, kết quả thực nghiệm khá phù hợp với lý thuyết tính tốn và mơ hình hóa.
Ngồi ra, Hình 4.7(b) cho thấy ứng xử lực – vận tốc của giảm chấn MRF được chia thành hai miền lưu biến: miền trước khi chảy (vùng hình chữ nhật) và sau khi chảy. Miền trước khi chảy là miền lân cận gốc tọa độ khi lực và vận tốc đảo chiều, biểu thị hiện tượng trễ mạnh. Miền sau khi chảy là phần còn lại của đường cong, hầu như thể hiện mối quan hệ tuyến tính. Trong miền trước khi chảy, lực giảm chấn tăng/giảm đột ngột khi vận tốc nhỏ. Hiện tượng trễ phi tuyến này sẽ được nghiên cứu kỹ ở phần tiếp theo.
4.5 Mơ hình trễ phi tuyến của giảm chấn MRF
Nội dung Mục 4.5 là phiên bản được sắp xếp và định dạng lại từ công bố khoa học [3, 4] của tác giả.
4.5.1 Thiết lập mơ hình
Để phân tích động lực học ứng xử của giảm chấn MRF, mơ hình trễ phi tuyến của giảm chấn cần được nghiên cứu. Gần đây, Pan và các cộng sự [142] đã đề xuất một mơ hình tham số dựa trên mơ hình lốp xe Magic Formula của Pacejka [136]. Mơ hình đã thể hiện khả năng tiềm tàng trong việc dự đốn chính xác ứng xử trễ của giảm chấn MRF. Hình 4.8 mơ tả sơ đồ hệ thống của mơ hình Pan. Biểu thức lực giảm chấn được cho bởi
( )( ) ( ) ( ) 0 0 0 1 sin arctan arctan d B E u A u F c u k u D C f E B u A u − + = + + + + + (4.5) trong đó u là chuyển vị, u là vận tốc, c0 là hệ số giảm chấn, k0 là hệ số độ cứng, f0 là lực chênh lệch ban đầu và A, B, C, D, E là các tham số kiểm sốt hình dạng đường
cong. Mơ hình này dễ tiếp cận và khai thác nhờ cấu trúc đơn giản, ý nghĩa vật lý rõ ràng và dễ xác định các tham số. Tuy nhiên mơ hình chỉ sử dụng một tham số A để biểu diễn nửa bề rộng thành phần trễ cho cả nhánh trên (gia tốc âm) và nhánh dưới (gia tốc dương), dẫn đến mặc định hai nhánh này luôn đối xứng nhau. Do vậy mối quan hệ lực – vận tốc của mơ hình khơng hồn tồn khớp với dữ liệu thực nghiệm của các giảm chấn có hai nhánh đường cong trễ bất đối xứng cao trong vùng lân cận vận tốc khơng. Thêm vào đó, trong các trường hợp vận hành với kích thích thay đổi liên tục như trong máy giặt, sự chuyển trạng thái của giảm chấn tại các điểm đầu và