Cable - MR damper system motion in transients

Abstract

The paper addresses certain aspects concerning the interaction between a cable and a magnetorheological (MR) damper. An essential difference between the displacement of the point where the damper is attached and the displacements of other points remote from the damper has been observed during experiments. The results of experimental data imply non-steady state motion of the damper piston. Twice in one period of vibration, for a short time, the harmonic motion turns into the motion with almost constant velocity. After a few seconds, the damper can be blocked. During this time other points, remote from the damper, continue their harmonic motion. These phenomena have a significant meaning in cable - MR damper system motion and have to be taken into account while developing algorithms for MR damper control. A finite element model was formulated for the cable - MR damper system that describes the motion of the system with high precision. The influence of cable flexural stiffness in the neighbourhood of end clamps and damper handle were taken into account. Results of considerations are illustrated by numerical examples in which discussed effects are visible.

Przedmiotem artykułu jest wyjaśnienie pewnych zjawisk chwilowych występujących w ruchu układu lina-tłumik MR. Wyniki pomiarów wskazują na istotne, jakościowe różnice pomiędzy przemieszczeniem punktu liny, w którym zamocowany jest tłumik i przemieszczeniami pozostałych punktów liny. Ruch tłoka, który jest równocześnie punktem zamocowania tłumika, wykazuje charakterystyczne cechy. Dwukrotnie w czasie jednego okresu oscylacji, w krótkim przedziale czasu, oscylacyjny ruch punktu zamocowania tłumika zmienia się na ruch z prawie stalą prędkością. Po kilku sekundach ruch tłumika zostaje zablokowany. W tym czasie pozostałe punkty liny poruszają się ruchem harmonicznym o malejącej amplitudzie. Rozważane w artykule zjawiska mogą mieć istotne znaczenie przy projektowaniu układów redukcji drgań lin, z wykorzystaniem tłumików MR. Obliczenia przeprowadzono przy użyciu metody elementów skończonych. Uwzględniono wpływ sztywności giętnej liny, istotny zwłaszcza w bezpośrednim otoczeniu punktu zamocowania tłumika. Uzyskano dużą zgodność obliczeń z wynikami pomiarów.