Deney ve Teorinin Karşılaştırılması

N /A 0,1 0,15 0,2

Şekil 5.13. Damperin akıma karşı duyarlılık grafiği

Şekil 5.13’ten MR damperin, yaklaşık olarak 0.3–0.6 A aralığında akıma karşı en fazla duyarlı olduğu söylenebilir. Akım değeri arttıkça manyetik doyum sebebi ile kazanç oldukça düşmektedir. Bir başka ifade ile 0.4 A’de gösterilen duyarlılık, 2 A’de yaklaşık % 86 oranında azalmaktadır. Uygulanan akımın 0.5 A’in üzerine çıkarılması manyetik doyumun yanında ısınmaya da neden olacaktır. Dolayısıyla, düşük akımlarda çalışmanın performans açısından daha uygun olacağı açıktır.

5.3. Deney ve Teorinin Karşılaştırılması

Bu kısımda, sanki–statik akış analizinden elde edilen sonuçlar deneysel sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Şekil 5.14 ve 5.15’te temsili olarak 0.2 m/s’lik hız için 0–0.2–0.4–

0.6–0.8–1–1.5–2 A akımlarına karşılık gelen teorik ve deneysel veriler karşılaştırma amacıyla aynı grafik üzerinde çizdirilmiştir.

60 -0.25 -0.2 -0.15 -0.1 -0.05 0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 -2500 -2000 -1500 -1000 -500 0 500 1000 1500 2000 2500 Vp [m/s] F [ N ] Deneysel Teorik

Şekil 5.14. MR damperin teorik ve deneysel verilerinin 0–2 A ve 0.2 m/s hız için karşılaştırılması (F–V) -0.015 -0.01 -0.005 0 0.005 0.01 0.015 -2500 -2000 -1500 -1000 -500 0 500 1000 1500 2000 2500 X [m] F [ N ] Deneysel Teorik

Şekil 5.15. MR damperin teorik ve deneysel verilerinin 0–2 A ve 0.2 m/s hız için karşılaştırılması (F–X) 0 A 0.2 A 0.4 A 0.6 A 0.8 A 1 A 1.5 A 2 A 0 A 0.2 A 0.4 A 0.6 A 0.8 A 1 A 1.5 A 2 A

Gaz kuvveti, akümülatördeki gazın izotermal hal değişimine uğradığını kabul ederek,

1 1 2 2

PV =PV bağıntısı ile uygun biçimde hesaba katılabilir. Pistonun herhangi bir

andaki konumu bilindiğinden, 1 1 2 2 PV P V = (5.2)

( )

(

)

ifadesi yardımıyla herhangi bir anda akümülatördeki gaz basıncı hesaplanabilir. Buradan,

son ilk

t t t t

P P₌ P₌

Δ = − (5.4)

ifadesi ile herhangi bir anda akümülatördeki gaz basıncında meydana gelen artış bulunabilir. Buna göre, akümülatördeki gaz basıncında meydana gelen artışın damperin geliştireceği kuvvete etkisi,

akümülatör p

F = ΔP A (5.5)

ifadesi ile uygun biçimde hesaplamalara dahil edilebilir.

Bunun yanında F–X grafiği incelendiğinde, damperin yön değiştirdiği noktalarda

kuvvetin de yatay eksen simetri ekseni olmak üzere simetrik olarak; yani düşey bir çizgi üzerinde yön değiştirmesi beklenmektedir. Ancak, görüldüğü üzere bu yön değişimi tam düşey bir çizgi üzerinde gerçekleşmemektedir. Bunun da yine

62

akümülatördeki gaz kuvveti etkisinin bir sonucu olarak ortaya çıktığı düşünülmektedir.

Bunların yanı sıra hızın yön değiştirdiği geçiş bölgelerindeki histerisiz olgusu da göz ardı edilirse, teorik verilerle test verilerinin çok iyi bir uyum içerisinde olduğu görülmektedir. Karşılaştırmalar diğer hız kademeleri için de yapılmış olup onlarda da benzer eğilimler gözlemlenmiştir.

pek çok yan faktörden etkilenmektedir. Örneğin hedeflenen kanal geometrisi imalatta tam olarak tutturulmazsa, hedeflenen akma gerilmesine ulaşılması zordur.

Akma gerilmesinin kestirimi için ANSOFT SV yazılımı kullanılmış ve iki–boyutlu analiz yapılmıştır. Üç–boyutlu daha kapsamlı bir analizin yapılması, akma gerilmesinin daha kesin bir şekilde ortaya konulmasına yardımcı olacaktır.

Ayrıca Bingham plastik modelinde dikkate alınamayan akışkan incelmesi veya kalınlaşması da (shear–thickening, shear–thinning), yapılan analitik kestirimi etkiliyor olabilir. Bu nedenle akışkan indekslerinin deneysel olarak bir reometre ile ölçülmesi ve Herschel-Bulkley bünye denkleminin model olarak alınmasının, yapılan analizin doğruluğunu arttıracağı düşünülmektedir.

Buradaki analizde damper içerisinde basınçlı gazın etkisi hesaba katılmamıştır. Bundan sonraki çalışmalarda akümülatördeki basınçlı gazın etkisi de hesaba katılarak damperin sıkışma ve gevşeme durumlarındaki davranış farklılığı dikkate alınabilir. Tüm bunların yanında, bir MR damperin davranışında histerisiz önemli rol oynamaktadır ve burada ele alınan sanki–statik akış analizinde bu olgu dikkate alınmamıştır. Bu olgu sistemin davranışını temsil eden dinamik modeller ile tanımlanabilir ve sistemin davranışı daha gerçekçi bir şekilde tahmin edilebilir.

64

Bununla birlikte burada yapılan akış analizi ile; damper içindeki MR sıvının kanal boşluğundan geçişi esnasında herhangi bir hıza karşılık gelen tepki kuvvetlerini, pratikte yeterli sayılabilecek bir yaklaşıklıkla kestirebildiği görülmektedir.

Bundan sonraki hedef olarak damperin içerisindeki akışın hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) simülasyonunun gerçekleştirilmesi düşünülmektedir. Bunun yanında damperin, elektromanyetik analiz ve akış analizinde etkin rol oynayan geometrik parametrelerin tam bir optimizasyonu gerçekleştirilecektir.

Structues, Ed. By Norman M. Wereley, Vol. 3985, pp. 438–443, 2000.

[4] GORDANINEJAD, F. and KELSO, S. P., Fail–safe

magnetorheological fluid dampers for off–highway, high–payload vehicles, J. of Intelligent Material System and Structures, Vol. 11, No.5 395–406, 2001.

[5] KAMATH, G. M., WERELEY, N. M., and JOLLY, M. R,

Characterization of magnetorheoogical helicopter lag dampers, J. Of the American Helicopter Society, 44 (3) 234–248, 1999.

[6] GORDANINEJAD, F., SAIIDI, M., HANSEN, B. C., and CHANG,

F. K., Magnetorheological fluid dampers for control of bridges, Proc. of the 2nd World Conference on Structural Control, Ed. By Kobori et al., Wiley, 991–1000, Kyoto–Japan, 1998.

[7] CARLSON, J. D., CATANZARITA, D. M., STCLAIR, K. A.,

Commercial magnetorheological fluid devices, Int. J. Of Modern Physics B 10: (23–24) 2857–2865, 1996.

[8] MARATHE, S., GANDHI, F., and WANG, K. W., Helicopter blade

response and aeromechanical stability with a magnetorheological fluid based lag damper, J. Of Intelligent Material and Structures, 9 (4) 272–282, 1998.

[9] NAGARAJAIAH, S., SAHASRABUDHE, S., and IYER, R.,

Seismic response of sliding isolated bridges with MR dampers, Proc. Of the 2000 American Control Conference. ACC (IEEE Cat. No: 00CH36334), 4437–4441, 2000.

66

[10] DYKE, S. J., SPENCER, B. F., SAIN, M. K., and CALSON, J. D.,

Modeling and control of magnetorheological dampers for seismic response reduction, Smart Materials & Structures 5 (5) 565–575, 1996.

[11] SYMANS M. D. and CONSTANTINOU, M. C., Experimental

testing and analytical modeling of semi–active fluid dampers for seismic protection, J. of Intelligent Material Systems and Structures 8 (8) 644–657, 1997.

[12] ENGIN, T., DOĞRUER U., EVRENSEL, C., HEAVIN, S., and

GORDANINEJAD F., Effects of Surface Roughness on Flow Characteristics of Laminar Bingham Plastics Flow in Microtubes, ASME Journal of Fluids Engineering, Vol 126, pp. 880–883, 2004.

[13] Lord Corporation web sitesi, www.lord.com, 2007.

[14] WANG X., GORDANINEJAD F., Flow Analysis and Modeling of

Field–Controllable, Electro– and Magneto–Rhelogical Fluids Dampers, JOURNAL OF APPLIED MECHANICS– TRANSACTIONS OF THE ASME 74 (1): 13–22 JAN 2007.

[15] PANG, L. , KAMATH, G. M., and WERELEY N. M., Analysis and

Testing of A Linear Stroke Magneto Rheological Damper, AIAA/ASME/AHS Adaptive Structures Forum, AIAA 98–2040. Vol. CP9803., Part 4, pp.2481–2856, Long Beach CA., April 1998.

[16] WERELEY, N. M. and PANG, L., Nondimensional Analysis of

Semi–Active Electrorheological and Magnetorheological Dampers Using Approximate Parallel Plate Models, Smart Mater. Struct. 7, pp. 732–743, 1998.

[17] KAMATHI G. M., HURT M. K., and WERELEY, N. M., Analysis

and Testing of Bingham Plastic Behavior in Semi–active Electroreological Fluid Dampers, Smart Mater. Struct. 5, pp. 576– 590, 1996.

[18] DIMOCK GLEN A., LINDLER J. E., and WERELEY N. M.,

Bingham Biplastic of Shear Thinning and Thickening in Magneto Rheological Dampers, 7th Int. Symp. On Smart Str. and Mat., CA., SPIE. 5–9 March 2000.

[19] HONG S. R., CHOI S. B., CHOI Y. T., and WERELEY N. M.,

Non–dimensional Analysis and Design of Magnetorheological Damper, Journal of Sound and Vibration 288 (2005) 847–863.

[20] ERICKSEN, E. O. and GORDANINEJAD, F., A Magneto– Rheological Fluid Shock Absorber for an Off–Road Motorcycle, International J. Vehicle Design, Vol. 33, Nos. 1/2/3/, pp. 138–152, 2003.

[24] Ansoft Corporation, www.ansoft.com, 2007.

[25] CHOOI W. W. and OYADIJI S. O., Design, Modelling and Testing

of Magnetorheological (MR) Dampers Using Analytical Flow Solutions, Computer and Structures, 2007.

68

ÖZGEÇMİŞ

23.10.1982’de Aydın–Söke’de doğdu. İlk, orta ve lise öğrenimini Söke’de tamamladıktan sonra 2000 yılında T.C. Sakarya Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü’nde öğrenim görmeye hak kazandı. 2004 yılında mezun olduktan sonra bir süre ELKON A.Ş.’de Ar-Ge ve Proje bölümünde çalıştı. 2005 yılında T.C. Sakarya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Enerji Bilim Dalı’nda yüksek lisans öğrenimine başladı. 23.12.2005 tarihinde aynı enstitüde Araştırma Görevlisi unvanıyla çalışmaya başladı. Halen yüksek lisans öğrenimine ve görevine devam etmektedir.