Analyse des propriétés viscoplastiques du fluide magnétorhéologique dans des conditions de travail d'un amortisseur

Analysis of viscoplastic properties of a magnetorheological fluid in operational conditions of a damper's work

• Auteur / Autrice : Pawel Skalski
• Direction : Krzysztof Woznica, Jerzy Bajkowski
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie mécanique
• Date : Soutenance le 11/03/2011
• Etablissement(s) : Orléans en cotutelle avec Politechnika Warszawska
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et technologies (Orléans ; 2009-2012)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Pluridisciplinaire de recherche en ingénierie des systèmes, mécanique et énergétique (Orléans ; 2008-....) - Institut Pluridisciplinaire de Recherche en Ingénierie des Systèmes- Mécanique et Energétique
• Jury : Président / Présidente : Wieslaw Grzesikiewicz
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Krzysztof Woznica, Jerzy Bajkowski, Wieslaw Grzesikiewicz, Gilmar Monpean, Marian Dudziak, Mariusz Pyrz
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Gilmar Monpean, Marian Dudziak

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cisaillement (mécanique)

Viscoplasticité

Amortissement (mécanique)

Fluides magnétiques

Mots clés libres

Fluide magnétorhéologique

Modèles viscoplastiques

Magnetorheological fluid

Viscoplastic models

Résumé

Le but principal de ce travail est la présentation de la formulation mathématique et l’analyse des propriétés viscoplastiques du fluide magnétorhéologique dans des conditions d’exploitation d’amortisseur ainsi que la détermination des dimensions optimum de l’orifice d’écoulement du fluide MR dans le dispositif de ce type. Une analyse particulière de la littérature a été effectuée. Nous nous sommes limités à deux types d’amortisseurs: l’amortisseur LORD RD 1005-3 et le prototype d’amortisseur T-MR SiMR 132 DG. Les résultats expérimentaux ont permis de déterminer la limite élastique et la contrainte maximale de cisaillement du fluide MR sous tension en fonction de différentes vitesses de cisaillement, différentes intensités du courant, températures et hauteurs d’orifice d’écoulement. Les modèles viscoplastiques identifiés ont permis de simuler le comportement du fluide MR et de comparer les résultats numériques avec ceux obtenus par des mesures. On a constaté une bonne concordance des courbes tracées dans ces deux cas, ce qui permet de conclure qu’il est possible d’utiliser les modèles viscoplastiques des métaux pour décrire le comportement du fluide magnétorhéologique.

The main goal of this dissertation is a mathematical description and an analysis of viscoplasticproperties of magnetorheological fluid, in operational conditions of the damper’s work, as well as the determining the optimum, in view of indicated values of parameters, size of the gap for the MR fluid to flow, in these devices. A detailed analysis of literature was made. The scope of research work has been limited to two types of magnetorheological devices: the shock absorber LORD RD 1005-3 and the MR damper prototype T-MR SiMR -132 DG. On the basis of performed experiments, it has been estimated i.e.: conventional yield point and the maximum shear stress of analyzed MR fluid, including variable shear rate, intensity of current flowing in a solenoid, liquid’s temperature and the gap height. Identified viscoplastic models were used to develop a simulation that verifies the proposed mathematical model which describes the behaviour of MR fluid in operating gap of machine’s head, with data derived from performed experiments.