Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10889/12913
Title: Σχεδιασμός και έλεγχος μαγνητορεολογικού αποσβεστήρα με εφαρμογή σε αυτοκίνηση
Other Titles: Design and control of a magnetorheological damper used in automotive
Authors: Αθανασιάδης, Νικόλαος
Keywords: Αποσβεστήρας
Αυτοκίνηση
Μαγνητορεολογικό ρευστό
Τριβή
Keywords (translated): Damper
Automotive
Magnetorheological fluid
Friction
Abstract: Η συγκεκριμένη διπλωματική εργασία πραγματεύεται τη μοντελοποίηση και την προσομοίωση της συμπεριφοράς ενός μαγνητορεολογικού αποσβεστήρα, ο οποίος σχεδιάστηκε για εφαρμογή σε αυτοκίνηση. Αρχικά, πραγματοποιήθηκε μαγνητοστατική ανάλυση του αμορτισέρ στο υπολογιστικό πρόγραμμα ANSYS Mechanical APDL με τη μέθοδο των πεπερασμένων στοιχείων. Κατά τη διαδικασία της μαγνητοστατικής ανάλυσης απεικονίσαμε, αρχικά, τη γεωμετρία του αποσβεστήρα, κατά δεύτερον ορίσαμε τα φορτία που χρησιμοποιήσαμε ως εισόδους στο πρόγραμμα και τέλος λάβαμε τα αποτελέσματα, τα οποία ήταν οι τιμές της μαγνητικής επαγωγής (Β) και της μαγνητικής ισχύος (Η). Μετέπειτα, προχωρήσαμε στη CFD ανάλυση του αποσβεστήρα στο πρόγραμμα ANSYS Workbench, όπου επίσης χρησιμοποιήθηκαν πεπερασμένα στοιχεία. Αφού απεικονίσαμε τις δύο δεξαμενές του αμορτισέρ και θεωρήσαμε τις οριακές συνθήκες, προχωρήσαμε στην εισαγωγή των μεγεθών που χρησιμοποιήσαμε ως εισόδους στο πρόγραμμα και μετά τη διαδικασία της επίλυσης από το ANSYS Fluent, προέκυψαν οι τιμές για την κατανομή της πίεσης, της διατμητικής τάσης και της δύναμης τριβής στο εσωτερικό του αποσβεστήρα. Στο σημείο αυτό να αναφέρουμε πως τα μεγέθη που χρησιμοποιήθηκαν σαν είσοδοι στη CFD ανάλυση μεταβάλλονταν σχετικά με τις τιμές Β και Η που προέκυψαν από τη μαγνητοστατική ανάλυση. Επιπροσθέτως, προχωρήσαμε στην ανάπτυξη ενός συστήματος ελέγχου, μέσω ελεγκτή PID, για τη δύναμη τριβής που αναπτύσσεται στα τοιχώματα του εμβόλου του αποσβεστήρα, ώστε να ελαχιστοποιήσουμε το χρόνο επίτευξης της απαιτούμενης τιμής της. Τέλος, αναπτύξαμε δύο συστήματα ανάρτησης οχήματος στο Simulink του MATLAB, ένα παθητικό και ένα ημι-ενεργητικό, ώστε να συγκρίνουμε τον τρόπο με τον οποίο αποσβένουν μία ταλάντωση που προέρχεται από διέγερση λόγω ανωμαλίας του οδοστρώματος. Η διαδικασία της σύγκρισης πραγματοποιήθηκε για να ελεγχθεί το αν και κατά πόσον ο σχεδιασμός ενός μαγνητορεολογικού αποσβεστήρα πλεονεκτεί έναντι ενός συμβατικού παθητικού. Εν κατακλείδι, παρατέθηκαν τα συμπεράσματα στα οποία καταλήξαμε με το πέρας της μοντελοποίησης και της ανάλυσης του εν λόγω αποσβεστήρα.
Abstract (translated): This specific thesis refers to the modelling and simulation of a magnetorheological damper, which is used in automotive. To begin with, we started by making the magnetostatic analysis on the damper, which was held on the computer program ANSYS Mechanical APDL by the method of finite elements. During the procedure of the magnetostatic analysis we, firstly, made a model of the damper, secondly, we defined the inputs of the program (current density) and at last we received the results which were the magnetic flux density (B) and magnetic field intensity (H). Furthermore, moved on to the CFD analysis of the damper on the ANSYS Workbench, again by the method of finite elements. After we finished with the depiction of the two fluid reservoirs of the damper and made an assumption of the boundary conditions, we moved on to the insert of the inputs at the program. After the procedure of the solution by the program, we measured the outputs, which were the shear stress, the pressure and the friction force inside the damper. At this point we should mention that the values of the CFD analysis inputs changed relatively to the values of the magnetostatic analysis. Additionally, we moved on to the creation of a control system, through a PID controller, for the friction force created at the piston walls, in order to minimize the needed time for it to reach the required value. At last, we created two suspension systems of a vehicle at Simulink of MATLAB, one passive and one semi-active, in order to compare the way of absorption of an oscillation coming from the abnormalities of the road. The procedure of the comparison was held in order to check if the magnetorheological damper has an advantage over the passive one. In conclusion, we mention the inferences in which we ended up with as we finished the modelling and analysis of the magnetorheological damper.
Appears in Collections:Τμήμα Μηχανολόγων και Αεροναυπηγών Μηχανικ. (ΔΕ)

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
DT_M_Αθανασιάσης_Νικόλαος_6691.pdf3.29 MBAdobe PDFView/Open


This item is licensed under a Creative Commons License Creative Commons