Сомов Сергей Андреевич, инженер лаборатории «Динамика дисперсных систем»
ул. Академика Королева, д. 1, г. Пермь 614013
Sergey A. Somov, Engineer at the "Dynamics of Disperse Systems" laboratory
1 Akademika Koroleva Str., Perm 614013
Косков Михаил Андреевич, аспирант, младший научный сотрудник лаборатории «Динамика дисперсных систем»
ул. Академика Королева, д. 1, г. Пермь 614013
Mikhail A. Koskov, Postgraduate Student, Junior researcher at the "Dynamics of disperse systems" Laboratory
1 Akademika Koroleva Str., Perm 614013
Иванов Алексей Сергеевич, доктор физико-математических наук, доцент, заведующий лабораторией «Динамика дисперсных систем»
ул. Академика Королева, д. 1, г. Пермь 614013
Aleksey S. Ivanov, Doctor of Sciences (Physics and Mathematics), Head of the "Dynamics of disperse systems" Laboratory
1 Akademika Koroleva Str., Perm 614013
Степанов Геннадий Владимирович, заведующий лабораторией «Магнитные порошки и пигменты»
ш. Энтузиастов, д. 38, г. Москва 105118
Gennady V. Stepanov, Head of the "Magnetic powders and pigments" Laboratory
38 Enthusiastov highway, Moscow 105118
Цель. Экспериментальное исследование вибрационных характеристик пассивного демпфера, использующего эластомер с ферромагнитным порошковым наполнителем в качестве рабочего тела.Методы. Измерение амплитудно-частотных характеристик одноосного демпфера на вибрационном стенде в широком диапазоне частот гармонического воздействия. Тестовые испытания демпфера выполнены в нагруженном и не нагруженном состояниях, варьируя имитируемую полезную нагрузку от 0 до 600 г с шагом по 200 г.Результаты. Изготовлены одноосные демпферы оригинальной конструкции Г.В. Степанова, состоящие из двух цилиндрических намагничивающихся эластомеров, расположенных между трех кольцевых постоянных магнитов, обращенных друг к другу одноименными полюсами. Упругие элементы установлены в разборных несущих корпусах, оборудованных фланцами для болтового крепления к платформе вибростенда. Корпуса изготовлены из пластика методом 3D-печати. В широком диапазоне вибрационных нагрузок исследовано влияние магнитного поля на виброзащитные характеристики демпфера путем замены постоянных магнитов на немагнитные шайбы. Амплитудно-частотные характеристики демпферов представляют собой типичные для подобных промышленных изделий зависимости с небольшой полосой пропускания в области нижних частот и резонансным пиком, после которого передаточная функция монотонно спадает. Измеренные характеристики демонстрируют, что наличие постоянных магнитов в конструкции демпфера приводит к значительному снижению коэффициента передачи на резонансной частоте при одновременном увеличении полосы пропускания.Вывод. Эластомеры с порошковым ферромагнитным наполнителем являются перспективными материалами для изготовления демпферов новых конструкций. Использование сил магнитного взаимодействия частиц наполнителя в полимерной матрице усиливает диссипативные свойства демпфера, что снижает отклик системы на собственной резонансной частоте, что демонстрирует перспективность их применения для защиты электронных устройств в условиях вибрационных нагрузок.
Purpose. Experimental study of the vibration characteristics of a passive damper using an elastomer with ferromagnetic powder filler as a working body.Methods. Measurement of amplitude-frequency characteristics of a uniaxial damper on a vibration test bench in a wide range of frequencies of harmonic action. Laboratory tests of the damper were performed in the loaded and unloaded conditions, varying the simulated payload from 0 to 600 g in 200 g increments.Results. Uniaxial dampers of the original design of Stepanov G.V., consisting of two cylindrical magnetizable elastomers located between three ring permanent magnets facing each other with same poles, were manufactured. The elastic elements are placed inside an assembled supporting housings equipped with flanges for bolting to the vibration test platform. The housings were made of plastic by 3D printing. In a wide range of vibration loads the influence of the magnetic field on the vibration-protective characteristics of the damper by replacing permanent magnets with nonmagnetic washers was investigated. The amplitude-frequency characteristics of the dampers are typical for similar industrial products with a small bandwidth in the lower frequency region and a resonance peak after which the transfer function monotonically decreases. The measured characteristics demonstrate that the presence of permanent magnets in the damper design leads to a significant reduction of the transmission coefficient at the resonant frequency while increasing the bandwidth.Conclusion. Elastomers with powder ferromagnetic filler are promising materials for manufacturing dampers of new designs. The use of magnetic interaction forces of filler particles in the polymer matrix enhances dissipative properties of the damper, which reduces the response of the system at its own resonant frequency, which demonstrates the prospects of their application for the protection of electronic devices under vibration loads.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.