|
|
Magnetorheological Strut for Vibration Isolation System of Space Launcher
Macháček, Ondřej ; Borin, Dmitry (referee) ; dr hab. inż. Janusz Gołdasz, prof. PK (referee) ; Mazůrek, Ivan (advisor)
Práce se zabývá návrhem magnetoreologické (MR) vzpěry vibroizolačního systému (VIS) pro kosmický nosič. V rešeršní části jsou popsány vybrané VIS a vzpěry těchto systémů, které byly v kosmických nosičích využity v minulosti. Každá z těchto vzpěr obsahující kapalinu byla těsněna pomocí statických těsnění a pružných vlnovců vyrobených z oceli. Důkladněji byla analyzována vzpěra pasivního systému VIS s označením ELVIS, jehož konstrukce se stala inspirací pro tuto práci. Jedná se o tříparametrický systém, v němž je tlumič uložen na pružině, jejíž tuhost přibližně odpovídá objemové tuhosti vlnovců respektive jejímu průmětu do axiálního směru (pressure thrust stiffness). V práci je představena metodika pro stanovení “pressure thrust stiffness” na základě geometrie vlnovce a také uvedeny parametry vlnovce díky kterým je možné měnit poměr mezi axiální a “pressure thrust stiffness” vlnovce. Tento poměr ovlivňuje v dané koncepci vzpěry její dynamické chování a tím i chování celého VIS. Pro predikci dynamického chování vzpěry byl vytvořen multi-body model VIS založeného na Stewartově plošině a detailnější model jediné vzpěry. Simulace provedené v tomto modelu odhalily parametry, které mají vliv na výkonost tlumiče ve VIS: časová odezva a dynamický rozsah. Díky modelu byl určen rozsah těchto parametrů, ve kterých bude zaručena efektivní funkce vzpěry ve VIS, konkrétně: časová odezva: 0-5ms, dynamický rozsah: 5-10. Před finálním návrhem vzpěry byla sestrojena vzpěra experimentální vzpěra, jejíž parametry byly přesně naměřeny a využity pro verifikaci jednotlivých modelů. Poznatky získané během experimentů byly využity při návrhu finální vzpěry. Jeden z nejdůležitějších poznatků byla nutnost náhrady feritového magnetického obvodu s ohledem na jeho křehkost. Proto byl odvozen tvarový přístup k navrhování rychlých magnetických obvodů z oceli s využitím 3D tisku, který byl následně patentován. Navržená vzpěra obsahuje magnetoreologický ventil jehož odezva je predikována na 1.2 ms a dynamický rozsah 10. V závěru práce je představena metodika, díky které byla vzpěra navržena.
|
|
|
Magnetorheological Suspension Damper for Space Application
Kubík, Michal ; Porteš, Petr (referee) ; dr hab. inż. Janusz Gołdasz, prof. PK (referee) ; Mazůrek, Ivan (advisor)
Disertační se práce se zabývala vývojem magnetoreologického (MR) tlumiče odpružení pro kosmonautiku. Dle současného stavu poznání jsou důležitými parametry pro semi-aktivně řízený tlumič pro kosmonautiku hermetické oddělení pracovní kapaliny od zbytku nosiče a krátká časová odezva tlumícího elementu. Těmto požadavkům vyhovuje magnetoreologický tlumič s vlnovcovou jednotkou. Magnetický obvod MR tlumiče pro kosmonautiku byl vyroben z feritového materiálu, který umožnil výrazně snížit časovou odezvu. Hermetičnost byla zajištěna použitím vlnovcové jednotky. Konstrukce takového typu tlumiče ovšem přináší celou řadu problémů. Vyvinutý MR tlumič s feritovým magnetickým obvodem dosahoval časové odezvy 4.1 ms a dynamického rozsahu 8. Během konstrukčních prací na MR tlumiči pro kosmonautiku byly hledány nové metody pro konstrukci semi-aktivně řízeného MR tlumiče s krátkou časovou odezvou. Konkrétně se jednalo o metodu eliminace vířivých proudů v magnetickém obvodu MR tlumiče, magnetostatický a transietní magnetický model, CFD model obtokové štěrbiny, hydraulický model MR tlumiče a jejich experimentální verifikace. Tyto nové metody umožní konstrukci MR tlumiče pro kosmonautiku lehčí, s nižší časovou odezvou a vyšším dynamickým rozsahem.
|
|
|
Magnetorheological Strut for Vibration Isolation System of Space Launcher
Macháček, Ondřej ; Borin, Dmitry (referee) ; dr hab. inż. Janusz Gołdasz, prof. PK (referee) ; Mazůrek, Ivan (advisor)
Práce se zabývá návrhem magnetoreologické (MR) vzpěry vibroizolačního systému (VIS) pro kosmický nosič. V rešeršní části jsou popsány vybrané VIS a vzpěry těchto systémů, které byly v kosmických nosičích využity v minulosti. Každá z těchto vzpěr obsahující kapalinu byla těsněna pomocí statických těsnění a pružných vlnovců vyrobených z oceli. Důkladněji byla analyzována vzpěra pasivního systému VIS s označením ELVIS, jehož konstrukce se stala inspirací pro tuto práci. Jedná se o tříparametrický systém, v němž je tlumič uložen na pružině, jejíž tuhost přibližně odpovídá objemové tuhosti vlnovců respektive jejímu průmětu do axiálního směru (pressure thrust stiffness). V práci je představena metodika pro stanovení “pressure thrust stiffness” na základě geometrie vlnovce a také uvedeny parametry vlnovce díky kterým je možné měnit poměr mezi axiální a “pressure thrust stiffness” vlnovce. Tento poměr ovlivňuje v dané koncepci vzpěry její dynamické chování a tím i chování celého VIS. Pro predikci dynamického chování vzpěry byl vytvořen multi-body model VIS založeného na Stewartově plošině a detailnější model jediné vzpěry. Simulace provedené v tomto modelu odhalily parametry, které mají vliv na výkonost tlumiče ve VIS: časová odezva a dynamický rozsah. Díky modelu byl určen rozsah těchto parametrů, ve kterých bude zaručena efektivní funkce vzpěry ve VIS, konkrétně: časová odezva: 0-5ms, dynamický rozsah: 5-10. Před finálním návrhem vzpěry byla sestrojena vzpěra experimentální vzpěra, jejíž parametry byly přesně naměřeny a využity pro verifikaci jednotlivých modelů. Poznatky získané během experimentů byly využity při návrhu finální vzpěry. Jeden z nejdůležitějších poznatků byla nutnost náhrady feritového magnetického obvodu s ohledem na jeho křehkost. Proto byl odvozen tvarový přístup k navrhování rychlých magnetických obvodů z oceli s využitím 3D tisku, který byl následně patentován. Navržená vzpěra obsahuje magnetoreologický ventil jehož odezva je predikována na 1.2 ms a dynamický rozsah 10. V závěru práce je představena metodika, díky které byla vzpěra navržena.
|
|
|
Magnetorheological Suspension Damper for Space Application
Kubík, Michal ; Porteš, Petr (referee) ; dr hab. inż. Janusz Gołdasz, prof. PK (referee) ; Mazůrek, Ivan (advisor)
Disertační se práce se zabývala vývojem magnetoreologického (MR) tlumiče odpružení pro kosmonautiku. Dle současného stavu poznání jsou důležitými parametry pro semi-aktivně řízený tlumič pro kosmonautiku hermetické oddělení pracovní kapaliny od zbytku nosiče a krátká časová odezva tlumícího elementu. Těmto požadavkům vyhovuje magnetoreologický tlumič s vlnovcovou jednotkou. Magnetický obvod MR tlumiče pro kosmonautiku byl vyroben z feritového materiálu, který umožnil výrazně snížit časovou odezvu. Hermetičnost byla zajištěna použitím vlnovcové jednotky. Konstrukce takového typu tlumiče ovšem přináší celou řadu problémů. Vyvinutý MR tlumič s feritovým magnetickým obvodem dosahoval časové odezvy 4.1 ms a dynamického rozsahu 8. Během konstrukčních prací na MR tlumiči pro kosmonautiku byly hledány nové metody pro konstrukci semi-aktivně řízeného MR tlumiče s krátkou časovou odezvou. Konkrétně se jednalo o metodu eliminace vířivých proudů v magnetickém obvodu MR tlumiče, magnetostatický a transietní magnetický model, CFD model obtokové štěrbiny, hydraulický model MR tlumiče a jejich experimentální verifikace. Tyto nové metody umožní konstrukci MR tlumiče pro kosmonautiku lehčí, s nižší časovou odezvou a vyšším dynamickým rozsahem.
|
guest ::
