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기능성 유체에는 크게 MR (Magnetorheological) 유체, ER (Electro- rheological) 유체가 있다. MR 유체는 이미 1949년에 Jacob Rabinow에 의해 보고되었으나 1994년에 와서야 미국 Lord사의 Carlson에 의해 침전 안정성이 크게 개선되어 댐퍼로서의 우수성이 입증되었다. 댐핑력을 좌우하는 MR 유체의 항복 강도는 ER 유체보다 10배 이상이며 적용 온도의 안정 범위도 -40℃에서 150℃에 이른다. MR 유체는 24V 이하의 저전압에서 1∼2A의 작은 전류에 의해 정밀 제어되며, 외부 오염 즉 불순물에 대한 영향도 비교적 적다. 이러한 장점으로 인해 MR 유체 및 ...

기능성 유체에는 크게 MR (Magnetorheological) 유체, ER (Electro- rheological) 유체가 있다. MR 유체는 이미 1949년에 Jacob Rabinow에 의해 보고되었으나 1994년에 와서야 미국 Lord사의 Carlson에 의해 침전 안정성이 크게 개선되어 댐퍼로서의 우수성이 입증되었다. 댐핑력을 좌우하는 MR 유체의 항복 강도는 ER 유체보다 10배 이상이며 적용 온도의 안정 범위도 -40℃에서 150℃에 이른다. MR 유체는 24V 이하의 저전압에서 1∼2A의 작은 전류에 의해 정밀 제어되며, 외부 오염 즉 불순물에 대한 영향도 비교적 적다. 이러한 장점으로 인해 MR 유체 및 MR 댐퍼에 관해 많은 연구가 이루어지고 있으며, 그 응용 가능성은 지속적으로 증가되는 추세에 있다. 본 연구에서는 기존 MR 유체 대비 동등수준 및 현장 적용성이 우수한 MR 유체를 직접 개발하고자 연구를 시작하였고, 또한 이를 적용한 MR 댐퍼의 최적 설계기술을 확보하여 실험용 시제품을 제작하고 성능평가 방법을 구축하는데 그 목적이 있다. 이를 위해서, 자기장 세기에 따라 전단 응력을 발생시키는 자성 입자(평균입경 4.05㎛, 5.52㎛) 분포와 자성 특성인 포화 자속 밀도를 조사하였으며, 자성 입자의 표면에 코팅되는 계면활성제의 분산 능력을 조사였고, 또한 계면활성제의 종류 및 첨가량, MR 유체의 물리적 안정화에 필요한 성능을 부여하기 위한 첨가물 3종에 대한 특성 연구를 체계적으로 수행하였다.
개발된 MR 유체를 효과적으로 MR 댐퍼에 적용하기 위해, 소형 MR 댐퍼 적용 실험과 MR 유체 개선 실험을 병행하였다. 개선 실험을 거친 MR 유체는 중, 대형 MR 댐퍼용 MR 댐퍼 최적 설계를 위해 MR 유체의 자기장 거동에 따른 MR 유체의 유동 자기변화 특성을 살펴보기 위한 가시화 실험과 CFD-ACE를 이용하여 전자기 유동 해석을 연구하였다.
고 감쇠력 MR 댐퍼 구현을 위해, 대형화가 가능한 MR 댐퍼의 여러 가지 설계 요소들을 검토하였고, MR 댐퍼의 성능에 미치는 영향들을 고려하여 MR 댐퍼를 설계하고 제작하였다. 각각의 설계 요소들에 대해 해석 프로그램을 활용하여 MR 유체 및 MR 댐퍼의 전자기 유동을 해석하였다. 한편, 댐퍼 성능 실험 시스템을 활용하여 MR 유체의 종류별 성능 실험을 병행하여, MR 댐퍼를 구성하는 요소들의 최적 설계 조건에 대한 연구를 수행하였으며, 최적 특성을 구현하기 위해 필요한 MR 유체의 특성에 대해서도 연구하였다.