Indonesi an  Journa l  of El ect ri cal Engineer ing  an d  Comp ut er  Scie nce   Vo l.   13 ,  No.   3 ,  Ma rch   201 9 , p p.   1221 ~ 1 227   IS S N: 25 02 - 4752, DO I: 10 .11 591/ijeecs .v1 3 .i 3 .pp 1221 - 1 227          1221       Journ al h om e page :  http: // ia es core.c om/j ourn als/i ndex. ph p/ij eecs   Des i gn a nd   s imu la tion  of  a  c ombi ned  s erp entine T - shape  m ag n etorheologi ca l   b rake       Faish al H aris h Hid ayatull ah 1 , Uba idi ll ah 2 , Endr a Dwi  Purn omo 3 ,     Do mi nic us  Dana rd ono  Dwi   Pri ja  T jahj ana 4 , I lh am  Ba gus Wir an t o 5   1 ,2,3,4,5 Mec hanica l  Eng ine er ing, Unive rsit as  Sebela s Mare t,  Suraka r ta ,   Indone si a   2 Nati ona l  Cen te r   for  Sus ta in able Transportation T ec hnolog y ,   B and ung,   Indone si a       Art ic le  In f o     ABSTR A CT    Art ic le   hist or y:   Re cei ved   Sep   1 5 , 201 8   Re vised  N ov   2 1 , 2 018   Accepte d  Dec   2   2018       A  m agne torhe ol ogic a l  bra ke  (MRB)  is  a  devi ce   to  dissipat e  rota t i onal   ene r g y   using  m agne torh eol ogi ca l   flui ds  (MRF ).   MRB   can  cha ng e  i ts  bra king  torqu e   quic kl y   in  r esponse  to  ext e rn al   m agne t ic   fi e ld  strengt h .   Th e  bra ke  is  rota ti on al,  uti l izi ng  the   MRF   in  shea r  m ode.   In  thi s  stud y ,   the   g eometr ical   design  of  the  MRB ,   m agne tic   ci r cui t   and   MRF   flow  pat h   i s  addr essed.  Mathe m at i ca l  m odel s  are   pr ese n te d  th at   desc r ib e  the   br aki ng  to rque   of  the  MRB .   A  novel  prototy pe  is  intr oduce d  combini ng  T - shape   rotor   m odel   with  serpe nti n e  flux  m agne ti c  c irc ui t   conf igura ti on .   The   rotor  m emb er  is  sele ct e d   to  direct   th e  flux   conc en tration  a t   tha t  loc a ti on .   Se rpe nti n e  flux  co nfigura t ion  is  sele cted  to  achie ve  hig h er  tor que  without   inc r ea sing  the   siz e  of  MRB   b y   ac t iva t ed  m ore   surfac e  ar ea   of   MRF   with  the  m agne ti c  flux .   The   fini t e  el ement  m et hod  is  used  to  eva lu at e  th e  m agne t ic  flux  density   in  MRB   using   FEMM   4. 2.   FE MM   result s  show ed  that  thi s  n ovel   d esign  cou ld  prov id e   suffic ie n t  m agnetic   f lux  al ong  M RF   flow  pat h.   Fi nal l y ,   th e  inf luence   of   input  cur ren t   to  the   MRB   on  bra kin g  torque   is  inv e stiga te d .   I t  is  fo und  tha t   th e   bra king  torque   i n  MRB   inc rea ses  with  the   inc reas e  of  the   input   cur ren t.   T h e   prototy pe  is  for m ula te d   as  foot - drop  pre vention  orthot ic.  Th e  MRB   would  be   furthe r  in te gr ated  int o  ankle - f oot  orthoses  fo r  post - stroke  p at i ent s.  Th e  design  is  form ul at ed  as  a   pre l iminar y   g eometr ical  design ,   ai m in g  to  obt ai n   the   m ini m um   re quire d  br aki ng   t orque .   Ke yw or d s :   FEMM     Ma gn et orheo l ogic al   b rak e   Ma gn et orheo l ogic al  f lui d   Copyright   ©   201 9   Instit ut e  o f Ad vanc ed   Engi n ee r ing  and  S cienc e .     Al l   rights re serv ed .   Corres pond in g  Aut h or :   Ub ai dill ah,     Dep a rtm ent o f M echan ic al  E nginee rin g,   Sebelas Ma ret  Un i ver sit y,   Jl. Ir. Suta m i   36 A , Kenti nga n, Sura kar ta , I ndon e sia .   Em a il : ub ai dill ah_ft@sta f f.u ns.ac .id       1.   INTROD U CTION     Ma gn et orheo l ogic al  Fluid   (M RF) is a f l uid  t hat is res pons i ve  to m agn et ic   fiel ds  a nd  is ca te gorized as   sm art   fluid   or  con t ro ll able  fl uid   [1 ] - [ 2] .  M RF  con sist s  of   carbon yl   iro n  par ti cl e  m agne ti zed  to  m ic ro n  siz e  su s pende d  in  non - m agn et ic   fluid s .  Ca r bony l  iron   pa rtic le   has  a  spheric al   par ti cl e  and  has  a  hi gh   m agn et ic   fiel d  abs orptio n;  carbon yl   iro n  par ti cl e  us e d  to  fo rm ulate   MR F.  In   the  abse nce  of   m agn et ic   fiel d  MRF  will   rem ai n  in  fr ee - flo wing  flui d  conditi ons,  but  unde r  the  infl ue nce  of  m agn et ic   fiel d,   the  viscosity   of   MR F  will   increase i n  le ss  than 1 0  m s  [3 ] - [ 5] .   Since  the  fi rst  tim e  intro duced   by  Ra binow  on  “Th e  Ma gnet ic   Fluid  Cl utch ”  in  1948  de ve lop m ent  of   MR - base d  de vi ce  has  been   dr ast ic al ly  increased  [ 1] .  The  a bili ty   of   MR F  to  increase  vis cosity   wh en  a f fected  by  m agn et ic   fiel d  cau ses  MR F  has   bee n  wide ly   app li ed  a s  vibrat ion  dam pin g  de vice.  M RF  is  al so   a ppli ed  a s   a  sei s m ic   insu la tor  in  the  c on structio n  of  bu il din gs   t o  dam pen   t he  vi br at i on s  ge ner at e d  by  the  earth qu ake  [ 6] .  MR F  in  the  au tom otive  industry  has  bee n  prese nted  as   a  m agn et orhe ologica l  dam per   (MR  Dam per )  t o  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci,   Vo l.   13 , N o.   3 ,  Ma rc h 201 9   :  1221   –   1 227   1222   dam pen   vibrat ion   ca us e d  by  t he  r oad   surfac e.  MR   Dam per   dam pin g  pe rfor m ance  m a y  be  dy nam ic a lly  var ie d  to pr ov i de  sta bi li t y ac ro ss  d i fferent  ro a d  c on diti on s   [7 ] - [ 9] .   Ma gn et orheo l ogic al   Brake   (M RB )  is  one  a ppli cat ion   of  MR F.  I n  t he  a ut om ot ive  industr y,  MR B  has   adv a ntage s  w hen   c om par ed   with  co nv e nt ion al   brake s  inclu ding  insta nt  respo ns e  ti m e,  do es  not  require   rep la cem ent  brake  pa d,   a nd   c om pact  di m ension s  [ 10] .  So   f ar,  the  ap plica ti on   f or   high  to rque  MR   br a ke   was  cond ucted  by  Hun g  et   al.   uti li zi ng   the  T -   S hap e  MR   bra ke   in  m idd le   siz e  m oto rcycl e.  The  m axi m u m   torque   achieve d  by  th e  op ti m iz ed  design   was  44 1  Nm   a t  cru isi ng  sp ee d  12 0  km /h  [11] .  T his   excell ent  resul t  was  achieve d  a fter  op ti m iz ation   of the MR   br a ke desig n.   More ov e r,   the  ty pe  of   MR B  is  div ide d  into  sever al   ty pes  inclu ding  dis ks ,   drum s,  m ult iple  disk s  an d  T - s hap e  brake s  [12] .  T he  c onstr uction  of  MR B  con s ist s   of   r oto r ,  sta tor ,  an d  c oil.  Com m on ly ,  to  achieve   higher  br a king   torque  resear cher s  optim iz e   the  perf or m a nce  of  MR B  by  de velo ping   ro to r  m od el ,  sta tor   config ur at io n,   and  coil  co nf i gurati on  [13 ] , [ 14] .  U baid il la h  et   al.   [ 13]   ha ve  prese nted  dif fer e nt  sta tor   config ur at io ns   betwee n  m agn et ic   and   non - m agn et ic   m at eri al s  cal le d  serpent ine  flu x  to  distrib ute  flu x  densi ty   even ly   al ong  the  MR F  flow  path.   Sh ia o  et   al.   [14]   we re  pr ese nted  m ul ti ple  po le   coil  con fi gurat ion   to   stren gth e n flu x de ns it y al ong  t he  MR F  ga p.   Since,  the  reli able  perform a nce  an d  com pact  di m ension  of   MR B  research e r  has  bee n  de velo pe d  MR B  as  a  rehabil it at ion   de vi ce.  A n  MR B  prost hetic   knee ,   cal le d  R heo  Kn ee   m anu fac ture d  by  the   c om pan y  Ossur  In c .  [15]   MR B  sti ff ness  m a y  be  vari ed  in   real - tim e  as  the  am pu te e  walks.   U ba idil la h  et   al.   [13]   prototype d  a n  MR B  as  f oo t - dro p  pr e ven ti on  or t ho ti c  devi ce  for  a   post - str oke  patie nt.   A vr aam   et   al .   [ 16]   pro po se d  MR B  as  wr ist   re ha bili ta ti on   de vice  for  m us cular  exer ci se.  G udm un ds son  et   al .  [17]   al so   prot otyped   an  MR B  us ed   a  no vel  pe rf l uorinate d  poly et her   (PFPE ) - base d  MR F  is   intro duce d,   whose  pr op e rtie s  are  ta il or ed fo r  t he  pro st hetic  kne e.    Ther e f or e,  t his  arti cl e  pr op os e d  a  novel  desig n  of  MR B  com bin ing   T - s hap e  m od e l  MR B  and  serp e ntine f lu x  sta tor  c onfig urat ion   to ach ie ve   the  m ini m u m   require d  br a ki ng  tor que  that  i s  ab ou t 1. 5  Nm  in  a  com pact  siz e.  The  prototype   would  be   integ rated  as   f oot - dro p  pr e ve ntion  de vice  to  s up port  t he  patie nt  ank le - foot.  Si nce  the   prototype   w ou ld  be  placed   in   an  a nk le ,   th us  the  m ass  and   dim ension s  of   the  prot otype  s hould  be  co ns ide red   as  li gh t  as  po s s ible.  The  discuss io n  co ve rs  desig n,   work i ng  pri nciple,  m at hem atical   mo de l ,   m agn et ic  sim ul at ion  a nd bra kin g t orq ue pre di ct ion .       2.   DESIG N OF  MAGNETO R HEOL OGI C AL   Fo r   this  sp eci fic  novel   MR B  prototype ,  the r e  is  tw o  c on ce pt  ada pte d  in   this  stu dy.  The   first  c on ce p t  was  MR B  T - s hap e   m od el   fir stl y  introdu ce d  by  Ca rls on  et   al .  [ 18]   T - s ha ped  co ns tr ucti on  is  a dv a ntag eousl y  util iz ed  to  c on centrate   the   ef f ect   of  the  MR F  to  t he  a ppli ed  fiel d  of   t he  T - sh a pe d  plate   portio n.  Als o  th e  r otor   m e m ber   is  sel e ct ed  to  direct  the  flu x   co ncent rati on   at   that  l ocati on.  The  s econd  co nce pt  was  ser pen ti ne   flux  MR B  sta tor  c onfi gurati on  c onduct ed   by  Se nk al   et   al .  [19]   to  ac hieve d  hi gh e r  t orq ue  without  inc reasin g  th e  siz e  of   MR B  by  act ivate d  m or e  su r face   area  of   MR F  with  the  m agn et ic   flu x.   Stra te gical ly ,  placi ng  m agn et ic al ly   cond uctive  with  a  rin g  of   non - m agn et ic al l y  cond uctive  m at erial   it   is  po s sible  to   be nd  the   m agn et ic   fiel d  and   act ivate d  MR F  al on g  ga p  m ulti ple  t i m es.  Serp e ntin e  flux   le d  to  m or e  co m pact  br a ke  desig n  a nd e na bled us  to  i ncr e ase   the  br a king  torq ue.   Fo r   this  sp eci fic  novel   MR B  prototype ,  the r e  is  tw o  c on ce pt  ada pte d  in   this  stu dy.  The   first  c on ce pt   was  MR B  T - s hap e  m od el   fi r stl y  intro duce d  by  Ca rlson  et   al.   [ 18]   T - s ha ped   c onstr uction  is  a dvanta ge ously  util iz ed  to  c on centrate   the   ef f ect   of  the  MR F  to  t he  a ppli ed  fiel d  of   t he  T - s ha pe d  plate   portio n.  Als o  th e  r otor   m e m ber   is  sel e ct ed  to  direct  the  flu x  co ncent rati on   at   that  l ocati on.  The  s econd  co nce pt  was  ser pen ti ne   flux  MR B  sta tor  co nf i gurati on  co nducted  by  Se nk al   et   al.   [19]   to  achieve d  higher  t orq ue  without  inc rea sing   t he  siz e  of   MR B  by  act ivate d  m or e  su r face   area  of   MR F  with  the  m agn et ic   flu x.   Strate gical ly ,  placi ng  m agn et ic al ly   cond uctive  with  a  rin g  of   non - m agn et ic al l y  cond uctive  m at erial   it   is  po s sible  to   be nd  the   m agn et ic   fiel d  and   act ivat e d  MR F  al on g  ga p  m ulti ple  t i m es.  Serp e ntin e  flux   le d  to  m or e  co m pact  br a ke  desig n  a nd e na bled us  to  i ncr e ase the  br a king  torq ue.   The  prototype  of   t his  sp e ci fic  MR B  would  be   integrate d  int o  a nk le - f oo t  ort ho ses .  T her e f or e ,  the  siz e   was  li m i te d  to  m axi m u m   con strai nt  60  m m   of  diam et er  an d  30  m m   of   th ic kn ess .  As  s how n,  in  Fig ur e   1  t he  ro t or   is   usi ng  T - s hap e   m od el   r oto r   a nd  ser pe ntine  flu x  sta t or  co nf i gurati on.  Stat or  co nfi gurati on  is  a   m agn et ic   and   non - m agn et ic   m a te rial   with  a  le ng t h  of   8.5  m m   and   3  m m   resp e ct iv el y.  MR F - 132DG  is  util iz ed  as  a   br a king  m edium ,   MR F  wo rki ng   in  sh ea r  m od e  and   flo wing  in  0.5  m m   of   the  gap .   Fo r  m or e  detai ls,  the   pro per ti es  of   MR F - 132D G  a nd li st of pa rts  for pr opos e d M RB  is sh ow n i n  Ta bles  1  a nd  2,   res pecti vel y.            Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a n  J  E le c Eng &   Co m p  Sci     IS S N:  25 02 - 4752       Desig n a nd simu l ation of  a  c ombine d serpe ntine  T - s hape   . ...   ( F aishal  Harish  Hidayat ullah )   1223       Figure  1. Sc he m at ic  o f  MR B prototy pe       Table  1.  Basi c  sp eci ficat io n M RF - 132D G   Prop erty   Valu e   Ap p eara n ce   Dark gra y  liqu id   Visco sity,   Pa - s   0 .11 2   Den sity,   /  3   2 .95 - 3 .15   So lid  con ten t by  w eig h t,  %   8 0 .98   Flash p o in t,  ℃   >1 5 0   Op erating  T e m p .,   ℃   - 4 0  to +1 3 0       Table  2.   T he  li st of pa rts  for p rop os ed  MR B   Part  No .   Part   Ty p e   Mater i al   1   Cas in g   Magn etic   Steel 10 1 0   2   Bo b b in   No n - Magn etic   Alu m in iu m  11 0 0   3   Stato r  M ag n etic   Magn etic   Steel 10 1 0   4   Stato r  No n - M ag n etic   No n - Magn etic   Alu m in iu m  11 0 0   5   Sh af t   No n - Magn etic   Alu m in iu m   1100   6   T - sh ap e Ro to r   Magn etic   Steel 10 1 0       Fo r  T - sh a pe b r ake,  t he ba sic  e qu at io n  is  expr essed  i n  E q uation   1:       = ( ) + ( ̇ ) ̇   (1)     wh e re,     is  sh ea r  stres s,    is  s he ar  stres s  fiel d - dep e ndent,   ̇   is  sh ear   rate,   ̇   is  a ngular   vel ocity   of  ro t or ,   R  is   rad i us   of  r otor,   and   g  is  MR F   gap.  Mo reove r,   f or  tor que  ca lc ulati on ,  t her e   are  4  c om po ne nts  to  cal culat e  the   total   braki ng  t orq ue  t ran sm itted  ,  i nclu ding   1 , 2 , 1 ,    2   are   re sp ect iv el y,  braki ng  t orq u e   at   T - le g  rad ia l  face ,  T - flan ge  ra dial  face,  i nner  and  oute r  a nn ular  face  of   T - fla ng e .  T otal  torque  t rans m itted   represe nted  as ,     =   2 ( 1 + 2 +   1 ) + 2   (2)     Finall y,  1 , 2 , 1 , 2 , a nd     are  descr i bed be low, res pecti ve ly .     1 = 2  3   (3)     2 = 2 (  3 −  3 )   (4)     1 = 2  3 1   (5)     2 = 2  3 2   (6)       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci,   Vo l.   13 , N o.   3 ,  Ma rc h 201 9   :  1221   –   1 227   1224   3.   MAGNETI C CIRC UIT  ANALYS IS   It  is  essenti al   to  est ablis h  the  eff ect ive ness  of  the  desig ne d  MR B  was  ap pro ve d  by  m agnet ic   ci rcu it   analy sis.  Ma gn et ic   ci rcu it   analy sis  will   exp la in  m agn et ic   flux   al ong  the  ci rcu it ,  a nd   it   al s o  co uld   be  relevan t   for  m agn et ic  f lux de ns it y pre dicti on   ge ner at ed by t he  ci rc ui t. Accord i ng to  Fi gure  2 , t he re ar e  five  r el uc ta nces   su c h  as   ,  ,   ,     ,  .            Figure  2. Re la ti on   of s hear y ie ld stress  and  m agn et ic  f ie ld  intensit y  of  M RF - 13 2DG       The rel ucta nce  of eac h  sect io n  ca n be  deter m ined  by  Eq ua ti on   7  as  foll ows,     =    (7)     wh e re,  L  is  distance  passe d  by   the  m agn et ic   flux   i n  a  sin gle  area,  μ  is  the  m agn et ic   per m eabil it y,  and   A   is  the   act ive  area  of  the  m agn et ic   fl ux  li ne.   Ba se d  on  the   c ircuit ,   the  total   ca n  be  the   su m m ation   of  al l  reluc ta nces   sta te d  in E q uat ion   8.     Σ =    +  +  +   +  +    +  +   +  +     +    (8)     The  t otal el ect ro m otive f orce  as ex pr e ssed  in  Eq uatio n   9 below,     Σ = Σ R = NI   (9)     wh e re,  ϕ ,  N ,  a nd   I  are  m agnet ic   flux ,  wire   turns  in  eac h  coil,  an d  the  current  passing  thr ou gh   t he  coils,   resp ect ively .       4.   MAGNETI C FIE LD  ANAL YS IS   In   this  st ud y,   m agn et ic   fiel d  analy sis  is  reall y  i m po rtant  to  inve sti ga te   m agn et ic   flu x  de ns it y    and  m agn et ic   flu x  path  of   the  prototype   us in g  m agn e ti c  si m ulati on   software ,  F E MM   (F init e  E lem ent   Me thods  Ma gnet ic s)  V  4.2.  Ma gn et ic   fiel d  analy sis  us ed   to  e valuate  the   co nce ntrati on  of  m agn et ic   flux  an d   consi der e d  t he  eff ect ive  a rea  of   pro posed   M RB .  MR F  us e d  in  this  de vice  is  MR F - 13 2DG,   MR F  was   fl ow i ng  inside  0.5  m m  of   the  gap.  MR B  was  descr i bed   in  s of twa r e  si m ulati on ,  al ong  with  r otor,  bobbin ,  sta tor ,  and  coil  wire.  All  m agn et ic   pro per ti es  of  MR B  com po n ents   is  assigne d  as  sam e   as  descr ibe d  in  the  desi gn   sect ion .  I n  Fig ur e  3  pr ese nte d  MR B  in  a  2D   axisy m m et ri c  m eshed   m od el   of   MR B  in  FEMM   with  m at chin g  m at erial  p ropert ie s.   Figure  4  pres ented  the  sim ulate d  m agn et ic   fiel d  distribu ti on   f or  the  fu ll   m agn et ic   ci rcu it .  The   i m po rtant  note s  are  the  m agn et ic   flux   that  can  infl uen ce s  the  MR F  pro pe rtie s  is  flux   th at   passes  thr ou gh   the   gaps.  Ba sed  on  Fig ur e  4,   it   c an  exam ine  that  flux   path  ha s  passe d  th rou gh   t he  casi ng,  ro t or ,  a nd  sta tor .  It  is   wh y t he rhe ologica l p roper ti e s of MRF  only  ch an ge w hen fl ux th rou gh this  co m po ne nts.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a n  J  E le c Eng &   Co m p  Sci     IS S N:  25 02 - 4752       Desig n a nd simu l ation of  a  c ombine d serpe ntine  T - s hape   . ...   ( F aishal  Harish  Hidayat ullah )   1225       Figure  3. 2D a xisym m et ric  m eshe d  m od el  of  MR B           Figure  4.  flu x densi ty  d ist rib ution o f  MR B       Fr om   the  res ults  of  m agn et ic   si m ulati on   the   m at erial   con fi gurati on  of  the   s haf t  was   co nce ntrated   the   m agn et ic   flu x  inside  the  c ha nnel   show n  in  F igure  4.  The refor e ,  in  Fig ure  5  the  m agn et ic   flux   de ns it y  in  the  horizo ntal  ro t or  area  ha d  the   hig he st  value   of   0.8 6  T.  M eanwhil e,  the  ver ti cal   ro t or   area  has  the  l ow est   m agn et ic   flux   densi ty   of   0. 25   T  becau se  the   m agn et ic   fiel d  was  no t  co nce ntrated  in  that  area.  More ove r,   the  serp e ntine  fl ux  sta tor  co nf i gurati on   al s o  su c cessf ully   increased  the  m agnet ic   flux   de ns it y  in  the  sta tor  area  by   0.52 T.   1         Figure  5. Re la ti on   of m agn et ic  f lu x de ns it y al o ng the  g a p an d  c urren t   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2502 - 4752   Ind on esi a n  J  E le c Eng &  Co m p  Sci,   Vo l.   13 , N o.   3 ,  Ma rc h 201 9   :  1221   –   1 227   1226   5.   PERFO R MANC E  PRE DI CTIO N   Figure  6   prese nted  bra king  tor que  pr e dicti on   of   pro pose d  MR B.  Braking   to rque  pr e dicti on   wa s   cal culat ed  fro m   Eq uation   2,    is  t he   su m m at i on o f   th e 4  co m po nen t   of   tor qu e   1 , 2 , 1 ,    2 . Th e  f irst   ste p  to  cal culat e  br a king  to r que  we re  sta rte d  by  est ablish  t he   m agn et ic   flu x  data  from   m agn et ic   sim ulatio n  in  FEMM . T he of f - sta te  to rque,       cou l d  sim ply cal culat ed  f r om   angular  sp ee d and M RF  base  viscosity .   The  perform ance  achieve d  by   pro po s ed  MR B  was  sat isfyi ng.  Si nce  the  pro posed   MR B  had  lim it ed   dim ension .  I n  Figure  6 ,  eval uating  t he  bra king  tor que  is  sign ific a ntly   i m pr ov e  as  the   increase  of  a pp li ed   current.  T he  m axim u m   torqu e  achieve d  by  pro po se d  MR B  is  2. 1  N. m   a t  2  Am per e  of  current,  a nd   the  off - sta te   torque  is   0.001  N. m .  Since  braki ng   t orq ue  of  MR B  is  dep e ndent  on   t he  m agn et ic   fiel d,   the  a pp li ed   current  has  a n  i m po rtant  r ole  in  increasin g  the  br a king  tor qu e .  As  the  m agn et ic   fiel d  stren gth   inc reas es,  the   br a king t orqu e   of MR B can  be  sig ni ficantl y i ncr ease d .           Figure  6.   Re la ti on   of  br a king  tor qu e  and c urr ent       6.   CONCL US I O N   Perfo rm ance  i nv e sti gation  of  serp e ntine  T - s hap e  MR B  has   been   s ucessful ly   pr esente d.   A ccordin g  t o  the  m agn et os t at ic   si m ulati on ,  the  ser pe ntin e  flu x  sta t or   c onfig ur at io n  h as  bee n  s ucce ssfu ll y  bendin g  th e   m agn et ic   flu x  path  i n  the  M RF  ga p.   C onse qu e ntly ,  the  ac ti ve  area  of   M RF  was  i ncr ea sing.  T he  m axi m u m   achieve d  br a ki ng  to rque  is 2.1 N .m   at   2  Am per e   of  c urren t .  Since   bra king   tor que o f  MR B  is  de pende nt  on  the   m agn et ic   fiel d,  the  app li ed  c urren t  ha s  an  im po rtant  ro le   in  increasi ng   th e  br a king  tor que.  As  the  m a gn et ic   fiel d  stre ngth  i ncr ease s,  t he  braki ng  tor que  of   MR B  ca n  be   sign i ficantl y  increase d .  I n  t he  f ut ur e,   ser pe ntine  T - s hap e  MR B desig n  ca n be  f ur t her   de velo pe d  to  achie ve   hi gh e r br a king t orq ue.       ACKN OWLE DGE MENTS   Au t hors  a ck no wled ge  U NS   thr ough  Hiba h  Ko la borasi  I ntern asi on al   20 19  as  well   as  USAI D   f or  par ti al   sup port   thr ough  S HE RA  Pro gr am - Ce ntre  f or  col la borati ve  (CC R)  Nati onal   Ce nter  f or  S us t ai nab le   Transp or ta ti on  Tech no l og y  (NC STT) wit h  c ontract   No. IIE 0000 0078 - ITB - 1.       REFERE NCE S     [1]   J.  Rabi now ,   “ Th e  Magne ti c   Flui d  Clutch ,”   Tr ans.  Am .   Inst .   E lectr .   Eng . ,   vol /i ss ue:  67 (2) ,   pp.   1308 – 1315 ,  1948 .   [2]   P.  Gade kar ,   et   a l. ,   “ Magne torheological  Fluid   a nd  it s  Appli catio ns ,”   Int .   J.   Curr .   Eng.  Technol.  I JCE T  INPRESS O   Spec ia l  Iss ue ,   vo l/ issue:   7 (7) ,   pp.   2277 – 4106 ,  201 7 .   [3]   Ubaidi llah ,   et   al . ,   “ A  new  c la ss   of  m agne t orhe ological   elastom ers   base d  on  waste   ti r e   rubbe r  and  t he   cha ra cteri z at ion   of  their  prop ert i e s ,”   Smar t  Ma te r.   Struct .,   vol/is sue:   25(11) ,   pp .   1 – 15 ,  2016 .   [4]   U .   Ubaidi llah,   et   al .,   “ Respons e  of  A  Magne torhe ologi   c al   Brake   under   Ine r ti al   Lo ads ,”   Int .   J.   El e ct r.  Eng .   Informatic s ,   vo l / issue:   7(2) ,   pp.   3 08 – 322 ,  2015 .   [5]   S.  A.  A.  Aziz ,   et   al . ,   “ Eff e ct s  of  m ult iwal l  c ar bon  nanot ubes  on  viscoe la st ic   prope rties  o f  ma gnet orh eol ogi c al  el astomers ,”   Sm art M ate r.   Struc t .,   vol/ issue :   25(7 ) ,   pp .   1 – 10 ,  201 6 .   [6]   S.  J.  D y ke ,   e t  al . ,   “ Seism ic   response  red uction  using  m agne torhe o logi c al   dampers ,”   Proc.   I FA C  W orld  Congr. ,   pp .   145 – 150 ,  1996 .   [7]   F.  Im aduddi n,   e t   al. ,   “ A  design  a nd  m odel li ng  re vie w  of  r ota r y   m agne torh eol ogi c al   damper ,”   Mat er.   Des. ,   vo l.   51 ,   pp.   575 – 591 ,  20 13 .   0 . 6 1 . 2 1 . 5 1 . 7 1 . 9 2 . 1 0 . 0 0 . 5 1 . 0 1 . 5 2 . 0 2 . 5 0 . 3 0 . 5 0 . 8 1 . 0 1 . 5 2 . 0 To rq u e  ( N. m) A mp ere  ( A ) Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Ind on esi a n  J  E le c Eng &   Co m p  Sci     IS S N:  25 02 - 4752       Desig n a nd simu l ation of  a  c ombine d serpe ntine  T - s hape   . ...   ( F aishal  Harish  Hidayat ullah )   1227   [8]   Y.  B.   Kaz akov ,   et   al. ,   “ Deve lop m ent   of  m odel s  of  the   m agne tor heol ogi ca l  flu id  damper ,”   J .   Mag n.   Magn.   Mate r . ,  vol.   431 ,   pp .   269 – 272 ,  2017 .   [9]   J.  De  Jesus   Loz o y a - San tos,  et   a l. ,   “ Control   stra t egi es  for  an  autom ot ive   sus pens ion  with  a  MR  damper ,”   IF A C   Proc. ,   vol /i ss ue:   18(1) ,   pp .   1820 – 1825 ,  2011 .   [10]   K.  Kara koc ,   e t  a l. ,   “ Design  consi der ations  for  an  aut o m oti ve  m ag net orhe o logi c al   bra ke ,”   Me chat r onic s ,   vol /i ss ue:  18(8) ,   pp .   434 – 4 47 ,  2008 .   [11]   N.  Q.  Hung  a nd  C.   S.  Bok.   “ Optimal  design  of  a  T - shape d  drum - t y pe   bra ke  for  m o torcy c le   uti li z in g  m agne to rhe olog i ca l   flui d ,”   Me ch. B ased  D es.   S truct .   Mac h . ,   vol/is sue:   40(2) ,   pp .   1 53 – 162 ,  2012 .   [12]   T.   M Avraa m ,   “ MR - flui d  bra ke design  and  it s  ap pli c at ion  to   a  por ta bl e   m uscula r  r eha bi li t at ion  d ev ic e ,”   Univ ersit ´   e  Li bre   de   Bruxell es  F. ,  2009.   [13]   Ubaidi llah,   et   al . ,   “ Perform anc e  pre diction  of  ser pent in e  t y pe  co m pac t  m agne tor heol ogi ca l  br ake  prototy pe ,”   AI P   Conf.   Proc . ,   pp .   1788 ,  2017 .   [14]   Y.  Shiao   and  Q .   A.  Ngu y en ,   “ Tor que  enh ancem ent   for   a  n ew  m ag net orhe o logi c al  bra ke ,”   Proce di a  Eng. ,   vo l/ issue :  76(1) ,   pp .   12 – 23 ,  2014 .   [15]   Os surs   Inc .   US D446304 ,   2011 .   [16]   M.  Avraa m ,   et   al. ,   “ Com pute r  Control le d  Rot at i onal   MR - bra ke  for  W rist  Reha bil it ati on  Device ,”   J.   Intell.   Mat er .   Syst.   S truct . ,   vol/is sue:   21(15) ,   pp .   1543 – 1557 ,  20 11 .   [17]   K .   H.  Gudm und ss on,   et   al. ,   “ A  geometri c al   op ti m iz ation  of  a  m agne to - rhe olo gic a l  ro ta r y   bra ke  in  a  prostheti c   knee ,”   Smar t  Ma te r.  S truct . ,   vol/i ss ue:   19(3) ,   pp.   35023 ,  2010 .   [18]   J.  D.  C arl son ,   Unite d   States Pat e nt  191 ,   1998.   [19]   D.  Senkal   and   H.  Guroca k ,   “ Serpe nti ne  flu x  pat h  for  high  torque   MRF   bra kes  in  hapt ic s   appl i cation s ,”   Me chat roni cs ,   v ol/ issue:   2 0(3) ,   p p.   377 – 383 ,  201 0 .       BIOGR AP HI ES OF  A UTH ORS          Faishal   har ish  hi da y at u ll ah  r ecei ved  his  bac h el or   degr ee   f rom   Mec han ic a l  Eng in ee ring ,   Facu lty   of  Engi ne eri ng ,   Univer sita s  Se bel as  Mar et   i n  2018.   He  is  cu rre ntly   m an agem ent   tra in ee  in  PA MA  PERS A DA .   His  fona l  proje ct   rese ar ch  is  about   design  and  deve lopment  of  Magne torhe o log ic a l  Brak e  for   fo ot  ank le ort hosis.       Ubaidi llah  is  cu rre ntly   sen ior  l e ct ure r  in  Mec h a nic a l  Engi n ee r in g,   Univer sit as  Sebelas  Mare t .   His  rese ar ch  in t ere st  is  m ai nl y   i n  sm art   m at er ia l s  m agne torhe olo g y   and  actua tor   design.   He   got   his  bac hel or  deg ree   from   Instit ut   Te knologi   Sepu luh  Nopem ber   (IT S)  in  2007.   The n,   he  pursued   m aste r  degr ee   in   Univer sit y   Te k nika l  Mal a y s ia   Mela ka  (Ut eM),   and  gra dua te d  in   2010.   His  Ph D   awa rd  was ob ta i ned  in   2016  fro m   Univer siti   Teknologi  Ma lay si a  (UTM).         Endra   Dw i  Purn om o  rec ei v ed  hi s  bac he lor  degr e e  from   Univer sit as  Sebelas  Mare t   in  2016.   He  is   cur ren t l y   pursui ng  Master   Degre e  in  Mec han ic a l  Engi ne eri ng,   Un ive r sit as  Sebel as   Mare t  (UN S).   His  the sis  project   l ie s  about  m agne torh eol ogi c al   flu ids  appl i cation  in  loud  spea ker .   He  al so  serve d  as   rese arch a ss ista nt   in   the sam e  dep art m en t.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.