Design and sizing of an eddy current damper for space applications

This thesis addresses the design and sizing of two eddy-current damper devices as alternatives to conventional viscous dampers. First, the physics of eddy-current devices is explored, and several compelling state-of-the-art examples are reported. Then, the context for which the devices are designed is presented, and a list of requirements is drawn up. From this point on, the two damper solutions are developed in parallel. The devices' functioning is simulated using a series of mathematical models, which serve as the primary tool for sizing. Finally, one of the two designs is procured and tested using an experimental setup developed for this thesis. The job also includes a list of tests that will not be performed in this thesis, but will guide the next experimental steps to fully characterize the developed devices.

La presente tesi affronta la progettazione e il dimensionamento di due dispositivi di smorzamento a correnti parassite, concepiti come alternativa al classico smorzatore viscoso. In una prima parte vengono approfonditi i principi fisici alla base dei dispositivi a correnti parassita e sono presentati alcuni esempi rappresentativi dello stato dell’arte. Successivamente viene illustrato il contesto applicativo di riferimento per il quale i dispositivi sono stati progettati e si elenca una lista di requisiti. A partire da tale fase, le due soluzioni di smorzatore vengono sviluppate in parallelo. Il funzionamento dei dispositivi è analizzato mediante una serie di modelli matematici, che costituiscono il principale strumento impiegato per il loro dimensionamento. Infine, uno dei due progetti viene realizzato e sottoposto a test sperimentali mediante un apparato appositamente sviluppato nell’ambito della presente tesi. Il lavoro include inoltre una lista di prove che non verranno eseguite nel corso di questa attività, ma costituiranno una guida per le successive campagne sperimentali necessarie alla completa caratterizzazione dei dispositivi sviluppati.