In this work, durability characteristics of electrorheological (ER) fluid for damper application are experimentally investigated. ER fluid is prepared by using phosphorated starch particles and silicone oil. The field-dependent Bingham characteristics and response time for the proposed ER fluids are experimentally obtained. Experimental apparatus of durability test for ER fluid is established with cylindrical ER cylinder for mid-sized passenger vehicle. In order to evaluate the durability characteristics of ER fluid as a function of time, damping force and temperature variations are measured until one million cycles. After durability test, Bingham characteristics and response time of ER fluid are measured and compared to the initial properties. Microscopic pictures of ER fluid are taken to validate the changes of properties. The results indicate that the ER fluid can be commercially utilized in vehicle damper system with its durability performance. Moreover, the understanding of durability characteristics is essential to predict the service life of ER fluid as well as to design its applications.
The electrorheological (ER) behavior of suspensions in silicone oil of phosphoric ester cellulose powder (average particle size: 17.77 $\mu$m) was investigated at room temperature with electric fields up to 2.5 KV/mm. For development of anhydrous ER suspensions using at wide temperature range, we aimed to know the effect of activation of phosphoric ester cellulose particles on the ER activities. As a first step, the anhydrous ER suspensions mixing with the phosphoric ester cellulose particles which were treated with 2M phosporic acid and 4M urea were measured. After activating the anhydrous ER suspensions at 12$0^{\circ}C$, not only the analysis of dispersing cellulose particles which were reacted by phosphoric ester but also the electrorheological characteristics of ER suspensions such as dielectric constant, current density, electrical conductivity and rheological properties were studied. From the experimental results, the activation of phosphoric ester cellulose particles had an influence on the ER properties of anhydrous ER suspensions. As the activation time went by, the size and number of dispersing particles, the electrical properties and the initial apparent viscosity $(η_0)$ of ER suspensions were increased till the activation time passed 5 hours. Also, it was possible, the electrorheological effect $($\tau$/$\tau$_0)$ of ER fluids was grown by the activation of phosphoric ester cellulose particles.
Onsager 이론으로 확장된 Maxwell-Wagner 분극 모델을 이용하여 전도성 입자로 제조된 전기유변(Electrorheological, ER) 액체의 전기유변 현상에 대한 전산 모사를 수행하였다. 확장된 Maxwell-Wagner 분극 모델을 이용한 전산 모사는 전도성 입자로 제조된 전기유변 액체의 특성인 비제곱 전기유변 현상(Δτ∝En, n≈1.5)을 확인하였다. 전단 흐름에서 전단응력이 정상상태에 도달하는 시점은 전기장 하에서 생성된 사슬 모양 구조가 전단 흐름에 의해 깨짐과 재생성이 정상상태에 도달하는 지점으로 나타났다. 또한, 전단 속도의 증가에 따라 전단응력이 최솟값을 보이는 전도성 입자를 기반으로 한 전기유변 액체의 현상도 관찰하였으며, 이것은 입자의 사슬 모양 구조가 무작위 배열로 바뀌는 순간에 발생하는 것임을 관찰하였다. 입자의 부피 분율 ϕ가 증가에 따라 전단응력은 증가하다가 일정해지는 경향도 관찰하였다.
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.
회전식 점도 측정기를 이용하여 상용화된 전기유변(electrorheological, ER)유체와 자기유변(magnetorheological, MR)유체의 특성을 비교하여 이를 이용한 장치 설계시 두 유체 중에 유리한 것을 선택하는데 도움이 되고자 하는 것이 본 논문의 의도이며, 이러한 유체의 특성에서 전단변형률의 변화에 따른 전단응력의 변화, 온도변화에 따른 전단응력의 변화, 작용하는 장의 세기에 따른 전단응력의 변화 등을 비교하였다. 온도의 변화에 따른 유체의 특성 변화는 MR유체가 ER유체보다 적게 받는 경향이 있었다. 두 유체의 응용 예로서 제작된 댐퍼의 경우에 유압 시험기를 이용하여 인장과 압축될 때 장의 On/Off에 따른 시간지연과 감쇄력을 비교하였다.
전기유변(ER) 현상을 위해 제시된 메커니즘들이 중에서 정전기 분극 모델과 전도 모델이 이론적인 측면에서 적합한 것으로 알려져 있다. 그러나 이 모델들은 자체적인 제한들 때문에 효과적인 ER 액체의 개발에 적절한 도움이 되지 못했다. 이 문제를 해결하기 위해 Onsager 이론으로 확장한 Maxwell-Wagner 분극 모델을 개발하였다. 확장한 Maxwell-Wagner 분극 모델은 항복응력의 전기장 주파수 및 전기장 크기의 비제곱 의존성을 설명할 수 없는 정전기 분극 모델의 단점과 전기장 하에서의 입자의 미세 구조 변화를 예측할 수 없는 전도 모델의 단점을 해결할 수 있었다. 또한 이 모델은 정전기 분극 모델과 전도 모델에서 예측할 수 없었던 항복응력에의 입자 전도도 영향을 고려할 수 있는 장점도 있어 효과적인 ER 액체의 개발에 기여하리라 판단된다.
Kim, Ji-Seon;Kim, Jae-Hwan;Park, Seung-Bok;Kim, Kung-Su
한국소음진동공학회:학술대회논문집
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한국소음진동공학회 2002년도 추계학술대회논문초록집
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pp.348.1-348
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2002
This paper deals with the vibration reduction of the hull mount system of ship structures brought by ER smart structures. The hull mount is used to isolate the vibration form the immersed structures. Utilizing the tunable characteristics of ER fluids, ER insert are made In the hull mountint structure. Different types of ER inserts are proposed and the vibration characteristics are investigated. (omitted)
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[게시일 2004년 10월 1일]
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