Bachelor's Thesis

Design of low-pressure magnetorheological damper

Final Thesis 3.6 MB Appendix 1000.29 kB

Author of thesis: Ing. Jan Mareš

Acad. year: 2021/2022

Supervisor: doc. Ing. Michal Kubík, Ph.D.

Reviewer: Ing. Jiří Žáček

Abstract:

This bachelor thesis deals with the problem of the limited lifetime of sealing elements inside high-pressure magnetorheological dampers. The lifetime could be extended by the low-pressure damper design, which is also the aim of this thesis.
The proposed design achieves low-pressure operation thanks to the MR foot valve inserted between the damping piston and floating piston of the air chamber. This foot valve also contains a blow-off check valve. For simplicity and to reduce the upfront costs of the testing prototype, the damper was designed by modifying an existing single-tube high-pressure MR damper available at FSI VUT.
The contribution of this thesis is the experimental evaluation of check valve function in MR fluid. Valve exhibits asymmetrical behaviour and closes rapidly. The main outcome is the design of a low-pressure single-tube MR damper. It is expected that operation at lower pressures will extend the lifetime of sealing elements which may lead to broader implementation of MR dampers.

Keywords:

Magnetorheological, low-pressure damper, check valve, asymmetrical characteristic

Date of defence

17.06.2022

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znamkaAznamka

Grading

A

Process of defence

Student prezentoval výsledky své práce a zodpověděl dotazy: 1) Magnetoreologický tlumič je vlivem proudu a disipace mechanické energie značně tepelně zatížen. Nebude přidáním dalšího elektrického členu tepelné zatížení tlumiče příliš veliké? - zodpovězeno 2) V rešerši a analýze uvádíte, že použití mechanických ventilů v MR kapalině je spojené s několika nevýhodami. Přesto však mechanický ventil v režimu odskoku používáte. Nebylo by možné průtok kapaliny skrz přídavný ventil regulovat pouze magnetickým polem a mechanickou část regulace tak úplně vypustit? - zodpovězeno 3) Na obrázku 5-15 uvádíte srovnání tlakových ztrát pro píst a tlakový ventil. Ve srovnání počítáte s rozdílnými proudy pro oba ventily. V případě, že by se z důvodu zjednodušení řízení a el. obvodu používal stejný proud pro oba ventily, jste schopen i nadále zaručit vetší tlakovou ztrátu na vloženém ventilu? - zodpovězeno Doc.Vrbka: Disipovaný výkon tlumiče je 10W, mohl by jste okomentovat? - zodpovězeno Ing.Košťál: Proč magnetorologické tlumiče pracuje za vyšších tlaků než běžné? Je u normálního tlumičen riziko kavitace? - zodpovězeno Doc.Vrbka: Proč je nádobka pro stlačený vzduch mimo tlumič? - zodpovězeno

Language of thesis

Czech

Faculty

Fakulta strojního inženýrství

Department

Institute of Machine and Industrial Design

Study programme

Engineering (B3S-P)

Field of study

Fundamentals of Mechanical Engineering (B-STI)

Composition of Committee

prof. Ing. Martin Vrbka, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Pavel Mazal, CSc. (místopředseda)
doc. Ing. Michal Kubík, Ph.D. (člen)
Ing. Tomáš Koutecký, Ph.D. (člen)
Ing. David Košťál, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
doc. Ing. Michal Kubík, Ph.D.

Bakalářská práce se zabývala konstrukcí magnetoreologického tlumiče pracují s nízkým tlakem v kompenzační komoře. Členění přehledu současného stavu poznání je logické a přehledné. V textu práce oceňuji přehledný obrázek (schéma) popisující postup řešení. Dále oceňuji, že součástí práce je i experimentální popis funkce zpětného ventilu v MR kapalině, který je zásadním vstupem do konstrukčního řešení. Dle mého názoru je konstrukční řešení zdařilé a bude přikročeno k realizaci. Student během řešení práce byl aktivní a přicházel s celou řadou nápadů a návrhů na konstrukční řešení jednotlivých uzlů. Jako vedoucí předkládanou bakalářskou práci doporučuji k obhajobě a navrhuji celkové hodnocení známkou A.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosažené výsledky a vyvozovat z nich závěry A
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti B
Grafická, stylistická úprava a pravopis B
Práce s literaturou včetně citací B
Samostatnost studenta při zpracování tématu A

Grade proposed by supervisor: A

Reviewer’s report
Ing. Jiří Žáček

Tato bakalářská práce se zabývala konstrukčním návrhem nízkotlakého magnetoreologického tlumiče. Práce je srozumitelně napsaná a logicky strukturovaná. Na základě rešerše a analýzy navrhnul student svoje řešení daného konstrukčního problému. Pro zdárné zvládnutí úkolu musel vyřešit nejenom mechanickou stránku konstrukce, ale musel se potýkat i s elektromagnetickými a hydrodynamickými simulacemi, což přidalo práci na komplexitě. Student si byl vědom některých zjednodušení, které provedl v rámci simulací, a zařízení, s ohledem na tato omezení, navrhnul. Kvalitu práce mírně snižuje značné množství pravopisných chyb a špatně aktualizované křížové odkazy. Také citace by měly být v textu přítomné hned u citované informace, a ne až za textem. Protože však student splnil zadání na vysoké úrovni, hodnotím tuto práci známkou A.
Evaluation criteria Grade
Splnění požadavků a cílů zadání A
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod A
Vlastní přínos a originalita A
Schopnost interpretovat dosaž. výsledky a vyvozovat z nich závěry A
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti A
Grafická, stylistická úprava a pravopis B
Práce s literaturou včetně citací B
Topics for thesis defence:
  1. Magnetoreologický tlumič je vlivem proudu a disipace mechanické energie značně tepelně zatížen. Nebude přidáním dalšího elektrického členu tepelné zatížení tlumiče příliš veliké?
  2. Na obrázku 5-15 uvádíte srovnání tlakových ztrát pro píst a tlakový ventil. Ve srovnání počítáte s rozdílnými proudy pro oba ventily. V případě, že by se z důvodu zjednodušení řízení a el. obvodu používal stejný proud pro oba ventily, jste schopen i nadále zaručit vetší tlakovou ztrátu na vloženém ventilu?
  3. V rešerši a analýze uvádíte, že použití mechanických ventilů v MR kapalině je spojené s několika nevýhodami. Přesto však mechanický ventil v režimu odskoku používáte. Nebylo by možné průtok kapaliny skrz přídavný ventil regulovat pouze magnetickým polem a mechanickou část regulace tak úplně vypustit?

Grade proposed by reviewer: A

Responsibility: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová