3
Демпфер на основе магнитореологического эластомера ...
Таким образом, проблема создания систем активной виброизоляции
в низкочастотном диапазоне от 0,5 до 200 Гц с высокой степенью по-
давления колебаний для прецизионного оборудования является чрез-
вычайно актуальной.
В МГТУ им. Н.Э. Баумана разработаны новые прецизионные ак-
тивные демпферы на основе магнитореологических (МР) эластомеров
и упругая подвеска с отрицательной жесткостью [6, 7, 10, 11]. Преиму-
ществами таких демпферов являются больший диапазон перемещений
(до 1 мм) и более эффективное поглощение энергии колебаний по срав-
нению с пьезоэлектрическими демпферами в низкочастотном диапазо-
не от 0,5 до 200 Гц, возможность активного управления амплитудно-
частотными характеристиками с миллисекундным быстродействием и
субмикронной точностью перемещений. Упругая подвеска с отрица-
тельной жесткостью позволяет обеспечивать высокую несущую способ-
ность виброизолирующей системы при малой жесткости и, соответ-
ственно, при малой собственной резонансной частоте.
Целью работы является оценка демпфирующих свойств МР-эласто-
мера и экспериментальные исследования основных рабочих характери-
стик активного демпфера на основе МР-эластомера: коэффициента пере-
дачи, быстродействия, точности позиционирования, гистерезиса и др.
Научная новизна исследований заключается в разработке методов
регулирования коэффициента передачи, жесткости, эффективности по-
глощения энергии колебаний активным МР-демпфером за счет выбора
уровня управляющих сигналов и объемной концентрации магнитных
частиц в эластомере.
Оценка демпфирующих свойств МР-эластомера.
Для оценки
эффективности поглощения энергии колебаний МР-эластомера необ-
ходимо рассмотреть процесс деформации с молекулярной точки зрения.
При рассмотрении деформации МР-эластомера можно выделить три
механизма. Это изменение межатомных расстояний в цепочках макро-
молекул под действием внешней нагрузки, что характерно, в основном,
для кристаллических материалов. При таком механизме происходит
практически мгновенное деформирование (со скоростью звука), при
этом характерны большие значения модуля упругости, а величина об-
ратимых деформаций не превышает доли процента. Это перемещение
целых макромолекул относительно друг друга, при котором в образце
наблюдается вязкое течение. При этом деформация является необрати-
мой. И, наконец, при действии нагрузки макромолекулы могут менять
свою форму: из свернутых становиться более вытянутыми.
Только последний механизм может обеспечить возникновение вы-
сокой эластичности МР-эластомера. После снятия нагрузки тепловое
движение возвращает макромолекулы из вытянутой формы в прежнюю
равновесную, свернутую. Только такой механизм может объяснить по-
