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Il rapido sviluppo di veicoli elettrici (EV) ad alte prestazioni negli ultimi anni ha portato maggiore convenienza alla società umana, nonché nuove sfide e opportunità per i veicoli convenzionali. Ad esempio, richiedono propulsori più reattivi e precisi1 e sistemi di sospensione avanzati in grado di offrire precisione, forza elevata e rapida adattabilità. Gli smorzatori magnetoreologici (MR) sono ideali per soddisfare questi requisiti, utilizzando fluidi magnetoreologici, un materiale intelligente che cambia rapidamente e reversibilmente le sue proprietà reologiche (principalmente viscosità e stress di snervamento) in presenza di un campo magnetico 2,3,4,5,6 . Questa variazione controllabile consente allo smorzatore magnetoresistivo di regolare con precisione la forza di smorzamento. Tuttavia, lo sfruttamento di questo potenziale richiede una modellazione accurata, soprattutto perché il mantenimento di prestazioni costanti e prevedibili nelle condizioni operative tipiche delle applicazioni automobilistiche (ad esempio, l'intervallo di temperatura può variare da -30 °C a +80 °C) rimane una sfida importante.
La ricerca esistente sugli smorzatori magnetoreologici (MRD) mostra notevoli limitazioni nella caratterizzazione sistematica dei comportamenti dinamici attraverso l'analisi dei dati reologici del fluido magnetoreologico (MRF) 4,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16, 17,18,19. Sebbene siano stati documentati notevoli sforzi di modellazione parametrica, questi servono prevalentemente allo sviluppo di algoritmi di controllo piuttosto che ad applicazioni pratiche di progettazione ingegneristica 17,18,19. Inoltre, gli attuali paradigmi di modellazione impiegano spesso ipotesi eccessivamente semplificate che limitano la loro generalizzabilità in diverse condizioni operative e configurazioni di dispositivi 20,21,22,23,24,25,26,27.
Pertanto, presentiamo un approccio integrato volto a superare questi limiti pratici attraverso tre innovazioni chiave per applicazioni impegnative: l'ottimizzazione della formulazione del fluido MR per migliorare la stabilità termica negli intervalli di temperatura tipici del settore automobilistico, la proposta di un nuovo modello ELMA (Exponential Linear Mixing Analysis) e una metodologia di identificazione dei parametri in grado di catturare i comportamenti in diverse condizioni e lo sviluppo di algoritmi di compensazione della temperatura per una temperatura robusta algoritmi di compensazione per il controllo MRD in tempo reale. L'obiettivo è fornire una metodologia che consenta un funzionamento affidabile della MRD, affrontando in modo specifico le variazioni termiche. L'approccio offre vantaggi attraverso l'ottimizzazione unificata della stabilità del fluido, la modellazione avanzata per una maggiore precisione e il controllo con compensazione della temperatura. Gli esperimenti reologici convalidano l'accuratezza del modello ELMA, mentre le simulazioni della dinamica del veicolo dimostrano l'efficacia della strategia di compensazione della temperatura nel migliorare le prestazioni delle sospensioni a diverse temperature, migliorando così la fattibilità degli ammortizzatori MR per applicazioni come i veicoli elettrici.