The electrorheoloRical (ER) fluids are composed of a colloidal dispersion of polarizable particles in insulating oil, and it's the rheological property changes by the applied electric field. These changed are reversible and occur fast within a fewmilliseconds. The ER properties of the ER fluid such as increment of viscosity and yield stress come from the particle chain structure induced by electric fleld. When formulating the ER fluid for a speciflc application, some requirement must besatisfled, which are high yield stress under electric field, rapid response, and dispersion stability. While this characteristic makes valuable ER fluids in valious industrial applications, their lung term and quiescent application has been limited because ofproblems with particle sedimentation. In an effort to overcome sedimentation problem of ER fluids, the anhydrous ER materials of monodispersed hollow polyaniline (PANI) and adipate derivative respectively with submicron-sized suspension providing wide operating temperature range and other advantage were synthesized in a four-step procedure. The ER fluidswere characterized by FT-lR, TGA, DLS, SEM, and TEM. Stability of the suspensions was examined by an UV spectroscopy.The rheological and electrical properties of the suspension were investigated Couette-type rheometer with a high voltagegenerator, current density, and conductivity. And the behavior of ER suspensions was observed by a video camera attached toan optical microscope under 3kV/mm. The suspensions showed good ER properties, durability, and particle dispersion.
This paper presents control and response characteristics of a continuously variable ER(electrorheological) damper for small-sized vehicles. The ER damper is devised and its governing equation of motion is derived from the bond graph model. The field-dependent yield shear stresses are distilled from experimental investigation on the Bingham property of the ER fluid. The distilled data are incorporated into the governing system model and, on the basis of this model, an appropriate size of the ER damper is manufactured. After evaluating the field-dependent damping performance of the proposed ER damper, the skyhook control algorithm is formulated to achieve desired level of the damping force. The controller is then experimentally implemented and control characteristics of the ER damper are presented in order to demonstrate superior controllability of the damping force. In addition, response characteristics of the damping force with respect to the electric field with fast on-off frequency are provided to show the feasibility of practical application.
Shock wave reduction in electrorheological(ER) smart structures is studied. ER insert is a composite structure comprising two elastic outer layers between which is sandwiched layer of ER fluid. When a voltage is applied across the outer layers. the shear modulus and the loss factor of the ER fluid are enabled, and thus the dynamic properties of the composite structure is altered. For the shock wave reduction in a hull mount of a submerged structure, ER inserts are made on the hull mount structure. To investigate the ER insert shape. many types of ER insert pattern are considered. Modal test of ER insert structures is performed to obtain the mode shapes, natural frequencies and the acceleration transmissibility. The acceleration transmissibility is reduced at such a frequency region when an electric field is applied. It is observed that the natural frequencies and mode shapes can be tunable by applying electric field. The ER-inserted hull mount is installed in an integrated system and the overall performance of shock wave reduction is tested. The possibility of shock wave reduction in the hull mount is demonstrated.
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.
한국윤활학회 2002년도 proceedings of the second asia international conference on tribology
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pp.345-346
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2002
The electrical and rheological properties of a chitosan malonate suspension in silicone oil was investigated by varying the electric fields, volume fractions of particles, and shear rates, respectively. The chitosan malonate susepnsion showed a typical electrorheological (ER) response caused by the polarizability of an amide polar group and shear yield stress due to the formation of multiple chains upon application of an electric field. The shear stress for the suspension exhibited a linear dependence on the volume fraction and an electric field power of 1.88. On the basis of the results, the newly synthesized chitosan malonate suspension was found to be an anhydrous ER fluid.
Electrorheological(ER) and magnetorheological(MR) fluids have a unique ability to increase the dynamic yield stress of the fluid substantially when electric or magnetic field is applied. Controllable fluids such as ER and MR fluids have received considerable attention as several components of engineering devices. One of them is a smart impact damper using ER/MR fluids. Impact damper system can be used in the joint mechanism of railroad vehicle, protection equipment of elevator's drop, and launch equipment of aircraft. This paper presents the results of an analytical study of the performance of a smart impact damper to suppress vibration during impact excitation. The damping capabilities of MR impact damper for variable applied current are analyzed using Bingham model under sudden impact load.
전기장 하에서 폴리아닐린/미네랄 오일 현탁액의 유변학적 특성에 관한 실험적인 연 구를 큐엣 셀 형태의 레오미터를 사용하여수행하였다. 폴리아닐린 현탁액은 전기장을 가해 줄 때 점도가 크게 상승하는 현상을 보였고 부피분율과 전기장의 3/2승에 비례하는 동적 항 복응력을 나타내었다. 작은 변형 진폭의 동적 상태 실험을 통하여 저장계수와 손실계수를 변형진폭, 변형의 구동 주파수 및 전기장의 함수로 나타내었다. 저장계수는 전기장을 증가시 킬 때 증가하나 손실계수(5wt%)는 약한 전기장 의존성을 보였다. 낮은 응력을 가해줄때의 크립과 회복곡선은 초기의 순간적인 변형 증가와 지연되는 변형 그리고 회복 불가능한 영구 적 변형으로 구성되어진다. 탄성 한계 항복응력은 전기장의 세기가 증가함에 따라 증가하였 다. 매우 작은 변형에서는 응력과 변형사이의 선형적 관계를 보여 고체와 유사한 거동을 나 타내었다.
Electrorheological(ER) and magnetorheological(MR) fluid-based dampers are typically analyzed using Bingham-plastic shear model under quasi-steady fully developed flow conditions. A Herschel-Bulkley constitutive shear flow relationship is that the linear shear stress vs. strain rate behavior of Bingham model is replaced by a shear stress that is assumed to be proportional to a power law of shear rate. This power is called the flow behavior index. Depending on the value of the flow behavior index number, varying degrees of post-yield shear thickening or thinning behavior can be analyzed. But it is not practical to analyze the damping force in a flow mode damper using Herschel-Bulkley model because it is needed to solve a polynomial equation. A useful guide is suggested to analyze the damping force in a damper using the Herschel-Bulkley model.
80년대 후반들어 갑자기 새로운 가치와 가능성에 대한 조명을 다시금 받게된 ER 유체는 유선 국내에서는 물론 일본에서조차 번역에서의 정확한 명칭이 분분할 정도로 아직 국내에서는 생소한 분야이다. 이웃 일본에서는 ER 유체, 전기점성 유체, 전기레올로지 유체, 일렉트로레올로지 유체, Winslow 유체라고 불려지고 있고 우리나라에서는 전기유변성유체라고도 불리운다. ER 유체는 전장을 가함으로써 점도를 변화시킬 수 있는 콜로이드 용액의 총징으로, 절연성 유체 중에, 이러한 성질을 갖는 미분말을 분산시킨 것이다. 이 유체의 특징으로는 전장으로 점도의 변화를 제어할 수 있고, 점도를 변화 시킬 수 있는 범위가 넓고, 또한 응답성이 좋은 것에 있다. 80년대에 들어 서면서, 전자기술의 급속한 발전으로 이 ER 유체의 장점에 ER 유체의 단점을 보완할 수 있는 응답성이 빠른 전자 제어 기술의 출현은 바로 이 ER 유체의 최대 난점들을 해결할 수 있는 가능성을 제시하면서 급속한 인기를 더해 가고 있다. 이러한 배경에서 국내에서도 이분야에 대한 연구의 필요성이 대두됨에 따라 본 해설에서는 국외 논문, 국제 학술회의 논문집, 해설등을 통하여 발표된 ER 유체에 대하여 알아 보고 이를 적용한 기전요소에의 응용에 대하여 살펴보기로 한다.
This paper presents vibration characteristics of a wire cut discharge machine in which an electro-rheological brake actuator is used to control the wire tension. The ER brake actuator has several advantages including design simplicity, fast response time and real-time controllability. On the basis of the tension level required in the machine an appropriate size of the ER brake actuator is devised. The ER brake actuator is then incorporated with the machine and the field-dependent wire tension is experimentally evaluated. The straightness of the workpiece is also empirically investigated by changing the intensity of the electric field.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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