is Íslenska en English

Lokaverkefni (Meistara) Háskóli Íslands > Verkfræði- og náttúruvísindasvið > Meistaraprófsritgerðir - Verkfræði- og náttúruvísindasvið >

Vinsamlegast notið þetta auðkenni þegar þið vitnið til verksins eða tengið í það: http://hdl.handle.net/1946/32458

Titill: 
  • Titill er á ensku Design of a Shear Thickening Fluid Based Damper
Námsstig: 
  • Meistara
Leiðbeinandi: 
Efnisorð: 
Útdráttur: 
  • Útdráttur er á ensku

    Shear thickening fluids (STFs) are known for their ability to dissipate energy under sudden impact, making them suitable for equipment like protective clothing and devices with adaptive stiffness and damping. Much research has been conducted regarding textiles impregnated with colloidal suspensions, but mechanical devices that utilize the properties of STFs have been studied markedly less. Recent research for STFs as medium for damper devices have shown propitious results for commercial application. In this thesis, the feasibility of using an STF-based damper as a part of a prosthetic ankle joint is investigated. Dampers are normally used to mitigate vibrations by dissipating energy. By introducing an STF as medium of the damper, the damper device has the capability to change the damping characteristics substantially during impact speed, towards severe overdamping that can be considered as a mechanical coupling. A prototype of an annular flow damper is devised, and its dynamic behavior measured by varying the rheological properties of the STF and the physical dimensions of the piston (radius, length). The damper’s characteristics are analyzed qualitatively where the piston reciprocates sinusoidally within the cylinder, at various excitation frequencies. Experimental results for the damper indicate the viability of using the damper as a component in a prosthetic ankle joint. Further research is required for optimal functionality.

  • Skerþykkjandi vökvar (e. shear thickening fluids, STFs) hafa þann eiginleika að umbreyta orku við skyndilegt högg, sem gerir þá einkar hentuga fyrir hlífðarbúnað og tæki sem geta aðlagað stífni og dempun við notkun. Margar rannsóknir hafa verið framkvæmdar á vefnaðarvörum sem hafa verið gegndreyptar með örsvifs-lausnum (e. colloidal suspensions), en vélbúnaður sem nýtir eiginleika ST vökva hefur verið rannsakaður töluvert minna. Nýlegar rannsóknir fyrir STF, sem vinnuvökva í dempurum, gefa lofsamlegar niðurstöður fyrir almenna notkun í þess háttar búnaði. Í þessari ritgerð er möguleikinn á því að nota STF-dempara sem íhlut í gerviökkla rannsakaður. Demparar eru að jafnaði notaðir til þess að draga úr titringi með umbreytingu á orku. Með því að nota ST vökva sem vinnuvökva í dempara breytist hegðun hans verulega undir álagi og með mikilli yfirdempun er hægt að líta á íhlutinn sem kúplingu. Frumgerð af bulludempara (e. annular flow damper) er hönnuð og smíðuð, og hann prófaður með því að breyta eiginleikum (e. rheological properties) vökvans og stærð bullunnar. Eiginleikar demparans eru kannaðir eigindlega fyrir gagnverkandi hreyfingu (e. reciprocating motion) á bullunni innan í demparanum, við mismunandi örvunartíðni. Niðurstöður tilrauna fyrir demparann eru jákvæðar fyrir notkun í gerviökkla. Þörf er á frekari rannsóknum til að ná fram betri virkni.

Samþykkt: 
  • 28.2.2019
URI: 
  • http://hdl.handle.net/1946/32458


Skrár
Skráarnafn Stærð AðgangurLýsingSkráartegund 
Mechanical Engineering MSc Thesis - GSI.pdf3.86 MBLokaður til...01.03.2039HeildartextiPDF
Skemman_yfirlysing_MechEngiMSc.pdf103.6 kBLokaðurYfirlýsingPDF