title: Design of a contactless nonlinear energy sink for torsional vibration suppression
title: Σχεδιασμός ενός μη γραμμικού απορροφητή ενέργειας χωρίς επαφή για την καταστολή στρεπτικών ταλαντώσεων
Creators: name: Τρανταφιρ Μιχαϊ-Ιονουτς
Publisher: name: Technical University of Crete
Year: 2025

description: Since an internal combustion engine provides torque only during one of the four phases of each piston’s movement, and due to the "Backlash" phenomenon, which arises as a result of the difference in the acceleration of the gears in a gearbox, torsional vibrations are generated at different frequencies that affect the vehicle and the driver. Traditional vibration absorbers are tuned to specific engine orders and thus are limited to narrowband attenuation. For this reason, a nonlinear energy sink (NES) will be designed to absorb these torsional vibrations. The nonlinearity of such a sink makes it ideal for this application as it has energy-dependent resonant response. To achieve this nonlinearity, magnets will be used. The reason magnets are used is the contactless nature of the applied magnetic torque and the flexible scaling of the required magnitude by manipulating the positions of the magnets and the intensity of the magnetic fields. Simulations of the restoring torque must be made, using Simcenter Magnet in order to find the right parameters for the NES. Then, using NX Siemens, the NES must be designed and be printed using additive manufacturing. Then, a static experiment must be done to compare the restoring torque of the manufactured NES compared to the one simulated. Last but not least, a dynamic experiment must be done to compare the manufactured NES’s dynamic properties to the simulated one.
description: Επειδή ένας κινητήρας εσωτερικής καύσης δίνει ροπή μόνο σε μία από τις τέσσερεις φάσεις της κίνησης του κάθε εμβόλου του και λόγω του φαινομένου «Backlash», που εμφανίζεται ως αποτέλεσμα της διαφοράς επιτάχυνσης των γραναζιών σε ένα κυβότιο ταχυτήτων, δημιουργούνται στρεπτικές δονήσεις σε διαφορετικές συχνότητες που επηρεάζουν το όχημα και τον οδηγό. Οι παραδοσιακοί αποσβεστήρες ενέργειας είναι ρυθμισμένη σε συγκεκριμένες μορφές μηχανών με αποτέλεμσα να έχουν να περιορίζονται σε ένα μικρό εύρος απορρόφησης. Για αυτόν τον λόγο, θα κατασκευαστεί ένας μη γραμμικός απορροφητήρας ενέργειας (NES) χρησιμοποιόντας μαγνήτες, για την απορρόφηση αυτών των στρεπτικών ταλαντώσεων. Η μη γραμμικότητα ενός τέτοιου απορροφητήρα, τον κάνει ιδανικό για αυτήν την χρήση καθώς έχει συχνότητες συντονισμού που εξαρτούνται από την ενέργεια του συστήματος. Ο λόγος που χρησιμοποιούνται μαγνήτες είναι η ανέπαφη φύση της εφαρμοζόμενης μαγνητικής ροπής και η ευέλικτη κλιμάκωση του απαιτούμενου πλάτους με το χειρισμό των θέσεων των μαγνητών και της έντασης των μαγνητικών πεδίων. Χρησιμοποιόντας το Simcenter Magnet, πρέπει να γίνουν προσομοιώσεις της ροπής επαναφοράς για να βρεθούν οι σωστές παράμετροι του NES. Στην συνέχεια, με την χρήση του NX Siemens, σχεδιάζεται και εκτυπώνεται με την χρήση προσθετικής κατασκευής. Επιπρόσθετα, πρέπει να γίνει ένα στατικό πείραμα για την σύγκριση της ροπής επαναφοράς του κατασκευασμένου με το προσομοιωμένο NES. Τέλος, πρέπει να γίνει ένα δυναμικό πείραμα για την σύγκριση των δυναμικών ιδιοτήτων του κατασκευασμένου με το προσομοιωμένο NES.