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Partikelbasierte Simulation magnetorheologischer Flüssigkeiten für die Anwendung in Kupplungen

 
: Lagger, H.; Bierwisch, C.; Peguiron, J.; Moseler, M.

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Volltext ()

NAFEMS Magazin. Online journal (2013), Nr.1 (25. Ausgabe), S.72-79
https://www.nafems.org/publications/magazin/
ISSN: 2311-522X
Deutsch
Zeitschriftenaufsatz, Elektronische Publikation
Fraunhofer IWM ()
Magnetorheologische Flüssigkeit; Diskrete-Elemente-Methode; Magneto-Rheometer

Abstract
Magnetorheologische Flüssigkeiten (MRF) bestehen aus magnetisierbaren Feststoffpartikeln (oftmals Eisen) in einem Trägeröl. Beim Anlegen eines externen magnetischen Feldes bilden sich Ketten aus Eisenpartikeln entlang der Feldlinien aus. Die MRF geht dadurch innerhalb von Millisekunden von einem flüssigen in einen festen Zustand über. Dies macht sie interessant für zahlreiche industrielle Anwendungen. MRF finden unter anderem in Kupplungen und Dämpfern Einsatz. Zu den Vorteilen der MRF zählen: Schnelle Reaktionszeit, geringer Verschleiß, geringe Empfindlichkeit gegenüber Verunreinigungen, sowie die exakte Steuerbarkeit der Viskosität und damit der Kraftübertragung durch das externe Magnetfeld. Wir nutzen die Diskrete-Elemente-Methode, um MRF für die Anwendung in Kupplungen auf Partikelebene zu modellieren. Die Feststoffpartikel in der MRF wurden als kugelförmige Eisenpartikel modelliert. Um die magnetische Dipol-Wechselwirkung zwischen den Partikeln zu beschreiben, wurden Magnetisierungsmodelle aus der Literatur in den Code implementiert und miteinander verglichen. Die Modelle beschreiben die Magnetisierung jedes einzelnen Partikels in Abhängigkeit der lokalen Flussdichte. Die Modellparameter wurden an die Magnetisierungskurve einer gebräuchlichen MRF-Zusammensetzung angepasst. Mit dem Ziel eine maximale Drehmomentübertragung innerhalb der Kupplung zu erreichen, wurden gezielt die relevanten Parameter (z.B. Füllgrad, Bewandung, externes magnetisches Feld) variiert, um optimale Material- und Betriebsparameter zu ermitteln.

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/N-473514.html