отнести малую статическую жесткость и гистерезис, характерный для
любых магнитных систем.
В работах [5, 6] при рассмотрении МР дросселя не учитывались
такие факторы, как магнитный гистерезис в элементах магнитопрово-
да, размагничивающий фактор, магнитные параметры МР жидкости,
присутствие в конструкции дросселя постоянного магнита, а также
нелинейное поведение МР жидкостей при воздействии управляющего
сигнала и сдвиговых скоростей.
В настоящей статье предложена новая нелинейная модель МР дрос-
селя, которая необходима для оптимизации конструкции и для улуч-
шения точностных и динамических характеристик МР механизмов
точного позиционирования.
Физические основы работы магнитореологических механиз-
мов.
В общем виде поведение МР жидкостей, как и других реоло-
гических сред, характеризуется следующими параметрами:
τ
— каса-
тельные напряжение сдвига;
G
— модуль сдвига;
γ
— сдвиговая дефор-
мация;
˙
γ
— сдвиговая скорость;
τ
y
— предел текучести, в случае МР
жидкости зависящий от приложенного магнитного поля, материала,
объемной концентрации частиц дисперсной фазы и температуры;
η
—
коэффициент пластической (сдвиговой) вязкости жидкости, определя-
емый приложенным магнитным полем и скоростью сдвиговых дефор-
маций. При сдвиговых напряжениях
τ
, меньших предела текучести
структурированной среды
τ
y
, смещения слоев жидкости относительно
друг друга не происходит, т.е. МР жидкость ведет себя как вязкоупру-
гое тело, при достижении сдвиговых напряжений
τ
, равных пределу
текучести
τ
y
, слои жидкости смещаются и МР жидкость начинает течь.
Принцип действия МР механизмов основан на описанном ра-
нее эффекте. Регулируя внешним магнитным полем вязкоупруго-
пластичные свойства МР жидкости, используемой в качестве рабочей
среды, можно сверхточно управлять определяемым сдвиговыми на-
пряжениями
τ
перепадом давлений в гидравлической системе МР ме-
ханизма или упругими деформациями структурированной суспензии,
вследствие чего осуществляется прецизионное позиционирование.
Рассмотрим главный исполнительный элемент МР механизма —
МР дроссель. Схема типового МР дросселя с кольцевым рабочим за-
зором приведена на рис. 1. Дроссель состоит из электромагнитной
катушки
1
, сердечника
2
и корпуса
3
из магнитной стали, которые
выполняют функции магнитопровода. Ток, протекающий через обмот-
ку катушки, вызывает появление магнитного поля и, соответственно,
магнитного потока через магнитопровод. Магнитный поток
4
замыка-
ется через зазор
5
и увеличивает динамический предел текучести МР
жидкости, протекающей через зазор.
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2007. № 4 59
