Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제28권3호
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pp.434-440
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2004
The electro-rheological fluids for semi-active suspension system are a class of colloidal dispersion which exhibit large reversible changes in their rheological behavior when they are subjected to external electrical fields. This paper presents Bingham properties of ER fluids subjected to temperature variations. In addition, an appropriate size of the ER damper for a passenger car is proposed to investigate the effects of Bingham characteristics on the damping performance. The filed-dependent damping forces are evaluated according to the temperature variation and sedimentation ratio.
This paper studies a semi-active suspension with ER damper controlled Fuzzy Net Controller designed GA(Genetic Algorithm). Apparent viscosity of ERF(Electro-Rheological Fluid) can be changed rapidly by applying electric field. Semi-active suspension for ground vehicles are expected to improve ride quality with less vibration. This paper deals with a two-degree -of-freedom suspension using the ER damper for a quarter vehicle system. In this paper, the GA is applied for generating Fuzzy Net Controllers. The GA designs the optimal structure and performance of Fuzzy Net Controller having hybrid structure. Computer simulation results show that the semi-active suspension with ER damper has good performances of ride quality.
This paper concerns the design and application of an electro-rheological (ER) fluid damper to semiactive vibration control of rotor systems. In particular, the system under present study is constructed structurally flexible in order to explore multiple critical speeds within operation range. To this end, the dynamic models of the proposed ER damper and its associated amplifier are derived in the first place. Subsequently entire rotor system model is assembled along with the dynamics of the end effector based on a finite element method enabling prediction as to its free and forced vibration characteristics. Next, an artificial intelligent (AI) feedback controller is synthesized taking into account the peculiarity of Coulomb damping effect in rotor applications. Finally, computational and experimental results are presented including model validation and control performances. In practice, such an AI control proved effective whether the spin speed was either before or after critical speeds.
This paper presents design and performance evaluation of electro-rheological(ER) shock absorber for electronic control suspension(ECS). In order to achieve this goal, a cylindrical ER shock absorber that satisfies design specifications for a mid-sized commercial passenger vehicle is designed and manufactured to construct ER suspension system for ECS. After experimentally evaluating dynamic characteristics of the manufactured ER shock absorber, the quarter-vehicle ER suspension system consisting of sprung mass, spring, tire and the ER shock absorber is constructed in order to investigate the ride comfort and driving stability. After deriving the equations of the motion for the proposed quarter-vehicle ER suspension system, the skyhook controller is implemented for the realization of quarter-vehicle ER suspension system. In order to present control performance of ER shock absorber for ECS, ride comfort and driving stability characteristics such as vertical acceleration and tire deflection are experimentally evaluated under various road conditions and presented in both time and frequency domain.
Electrorheological(ER) effect on the dispersive system of polarizable fine powder/dielectric oil has been investigated. The electrical and rheological properties of zeolite and starch based ER fluid were reported. The ER fluids were constructed by mixing zeolite and starch power with two different dielectric oils. Yield stress of the fluids were measured on the couette cell type rheometer as a function of electric fields, particle concetrations, and temperatures. The electric field is applied by high voltage DC power supply. The outer cup is connected to positive electrode(+) and the bob becomes ground(-). And the temperatures the viscosity(or shear stress) versus shear rates were measured. In this experiment shear rates were increased from 0 to $200s^{-1}$ in 2 minutes.
Magneto-Rheological Fluid (MRF) is a functional fluid in which flow characteristics change into magnetic force due to its magnetic particles. When the semi-active control device does not use MRF for a long time, precipitation of magnetic particles and abnormal control force occur. Thus, Electro Magneto-Rheological Fluid (EMRF), which improves the precipitation of magnetic particles for MRF and exhibits existing control performance, was developed in this study. First, the optimal mix proportion ratio was selected by conducting a precipitation experiment and a controlled force test by varying the content of grease based on the existing MRF components. Also, EMRF was applied to the shear-type damper to evaluate the control performance when applied to the control device. The cylinder-type damper was developed to apply to the structure, and control performance evaluation was conducted. The result confirmed that the precipitation of the magnetic particles was improved, while the damper using EMRF exhibited excellent control performance.
본 논문은 높은 압력차의 유동모드 하에서의 정상전단거동을 고찰하였다. ER유체 조성에 사용된 비전도성 용매는 10cS의 점도를 갖는 트랜스포머 오일이 사용되었으며, 전도성 입자의 중량비를 20 wt%와 30 wt%로 조절하여 입자 중량비에 대한 영향을 고찰하였다. 두 가지로 조성된 수계 ER유체를 ERF 1과 ERF 2로 칭하였으며, 성능 비교를 위하여 외국의 우수하다고 알려진 비수계 ER유체인 ERF 3를 사용한 실험도 실시하였다. 높은 압력차의 유동모드를 발생시키기 위해, 양방향 유압 실린더를 이용하여 고압의 질소 가스로 작동되는 실험 장치를 자체 제작하였다. 전극 앞에 장착된 압력 센서를 통해 전극 양단의 압력차를 구하고, 실린더 로드에 부착된 변위센서로부터 측정한 피스톤 속도를 유량 계산의 기초 자료로 사용하였다. 유동모드에 대한 유체역학적 해석을 통해 유도된 수식을 인용했으며, 위의 기초 자료와 수식을 이용하여 유동모드형 응용 장치에 적용하기 위한 전단변형률에 대한 전단응력의 결과를 도출하였다.
This paper presents performance characteristics of a semi-active suspension featuring continuously variable ER (electro-rheological) dampers. These are evaluated through the field test of a passeng er car. Four ER dampers (two for front and two for rear part) are manufactured and their field-dependent damping properties are experimentally investigated. The damping force responses to step input fields are also identified by employing small size of high voltage amplifiers which are made adaptable to the field test. A skyhook controller considering the vertical, pitch and roll motions is formulated and incorporated with a car to be tested. The field test is then undertaken in order to evaluate both comfortability and steering stability showing bump, dive and squat responses.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제25권6호
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pp.1211-1219
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2001
The electro-rheological(ER) fluids for smart hydraulic system are a class of colloidal dispersion which exhibit large reversible Changes in their rheological behavior when they are subjected to external electrical fields. This paper presents experimental results on material properties of an ER fluids subjected to electrical fatigues. As a first step, ER fluid is made of methyl cellulose(MC) choosing 25% of particle weight-concentration. Following the construction of test mechanism for durability estimation, the dynamic yield shear stress and the current density for the ER fluids of MC component are experimentally distilled as a function of electric field. In addition, the surface roughness of the employed electrode are evaluated as a function of the number of the electric-field cycles.
This Paper presents the position tracking control of a closed-loop cylinder system using electro-rheological(ER) valve actuators. After manufacturing three sets of cylindrical ER valves on the basis of Bingham model of ER fluid, a 3 dof(degree-of-freedom) closed-loop cylinder system having the heave, roll and pitch motions is constructed. The governing equations of motion are derived using Lagrange's equation and a control model is formulated by considering nonlinear characteristics of the system. Sliding mode controllers are then designed fer these ER valve actuators in order to achieve position tracking control. The effectiveness of trajectory tracking control performance of the proposed cylinder system is demonstrated through computer simulation and experimental implementation of the sliding mode controller.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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