تحقیق میراگرهای تنظيم پذير مغناطیسی

قسمتی از متن:

میراگرهاي ویسکوز اولین بار در قرن 19 برای خنثی سازي اثرات ضربه توپها در کشتی استفاده شد. در نیمه اول قرن 20 وارد کمپانی اتومبیل سازي شد و در اواخر دهه 1980 جهت استفاده این نوع میراگرها در صنعت ساختمان، آزمایشاتی در مرکز ملی مهندسی زلزله در دانشگاه در نیویورك انجام شد. میراگرهاي ویسکوز استفاده شده در سازهها، از 40 تا 140 سانتیمتر طول دارند و محدوده نیروهاي خارجی آنها از 44.5 تا 9 است. یک میراگر ویسکوز تشکیل شده از یک پیستون که روزنه هایی در قسمت انتهایی دارد و با حرکت رفت و برگشت در داخل سیلندر، سیال لزج وارد روزنه ها شده و تولید نیرو می کند. نیروي تولید شده به اندازه و شکل روزنه ها و همچنین سرعت حرکت وابسته می باشد. یک سیال لزج میرا ضمن تعدیل انرژی، از طریق هل دادن سیال به درون منافذ، یک فشار مستهلک کننده ایجاد می کند که باعث تولید نیرو می شود. این نیروهای میرا تا 90 درصد خارج از مرحله تولید تغییر مکان به وسیله نیروهای محرک ایجاد می شوند و این بدان معناست که نیروهای میراکننده تأثیری در افزایش نیروهای لرزه ای منجر به افزایش تغییر شکل سازه ندارند. افزایش سیال میرا به سازه می تواند خاصیت استهلاک سازه را به چیزی بیش از 30% حد نهایی و بحرانی خود برساند که این مقدار در بعضی از موارد بیشتر هم هست. افزودن سیال میراکننده به یک سازه موجب کاهش شتاب افقی طبقه و تغییر شکلهای جانبی تا 50% و گاهی بیشتر می شود . سیال ضربه گیر نوعی روغن سیلسکین ( روغن حاوی اکسیژن و کوارتز ) که ضمن ساکن و پایدار ماندن برای مدت طولانی، غیر قابل اشتعال و غیر سمی است. ايده اين دسته از ميراگرها نيز همان طور که ايده ميراگرهاي اصطکاکي از ترمز اتومبيل گرفته شده است از اتومبيل سرچشمه ميگيرد. سيستم تعليق اتومبيل از يک فنر و يک کمک فنر ( ميراگر ) استفاده مي کند که در تعامل با يکديگر ، ضربات وارده به اتومبيل از سوي زمين را جذب و انرژي آنها را اتلاف مي کنند. اگر ستونهاي يک سازه را به عنوان فنر در نظر بگيريم، در واقع با ايجاد کمک فنر ( ميراگر ) در کنار آنها مي توانيم انرژي وارده به سازه در اثر زلزله را اتلاف نماییم. ساختمان ميراگرهاي مايع لزج عموماً از يک پيستون و يک سيلندر تشکيل شده است. مايع لزج داخل سيلندر توسط پيستون فشرده مي شود، با توجه به اينکه درون پيستون، سيلندر ديگري وجود دارد که به وسيله سوراخهاي ريزي مي تواند مايع را به درون پمپ کند، با اعمال فشار به سيستم مايع لزج با سرعت کمي بين دو سيلندر مبادله مي شود و مقدار زيادي انرژي را اتلاف مي کند. ساختمان کلي اين ميراگرها در شکل 14 نشان داده شده است. لازم به ذکر است که اين ميراگر حساسيتي نسبت به تغييرات حرارتي نداشته و ساختمان جامد مورد اثر پديده هاي خستگي و اثر باوشينگر قرار نخواهد گرفت اما طول عمر آن نسبت به طول عمر سازه کم است. این میراگرها جایگزین مناسبی برای روش جداسازی از پایه به شمار می روند ، زیرا هم هزینه کمتری دارند و هم نصب و اجرای راحت تری دارند. میراگر مایع لزج قابلیت طراحی برای سازه های جدید و سازه های ساخته شده را دارد و با توجه به کوچکی اندازه این قطعات وقتی به سازه اضافه می شوند، تغییری در شکل سازه به وجود نمی آورند؛ این مسئله در بازسازی ابنیه تاریخی بسیار حائز اهمیت است. افزودن این میراگرها به سازه اغلب به تغییر شکل سازه منجر نخواهد شد و در خود سازه نیز تغییری به وجود نخواهد آورد. میراگرهای مایع لزج به طرق متعددی به عنوان اعضای قطری قابل نصب هستند. مزایا و معایب چند مزیت مهم براي استفاده از میرا گرهاي ویسکوز وجود دارد. میرا گرهاي ویسکوز نیروي میرایی در یک سازه تولید می­کنند و این نیرو به طور ذاتی غیر هم فاز با ما کزیمم پاسخ سازه در طی رویداد لرزه اي است. به این دلیل میراگرهاي ویسکوز می توانند برش طبقه ، شتاب و برش پایه را کاهش دهند. میراگر ویسکوز یک وسیله مهر و موم شده است و این موجب تمایل کمتر آن به خطرات جوي می شود. در نهایت عملکرد میراگر ویسکوز تقریباً مستقل از حرارت است و معادله میراي ویسکوز مشابه براي همه سطوح فرکانس معتبر است. متأسفانه میراگرهاي ویسکوز هنوز براي مدل سازي پیچیده هستند به علت اینکه نیروي خارجی آنها بر اساس سرعت آنها است. میراگرهاي ویسکوز باید در یک ماتریس جدا مطرح شوند و ماتریس ضرایب میرایی جزء جدا ناپذیر روند حل است و اگر میراگرها به صورت ناهمسانی در سازه قرار بگیرند، تجزیه سیستم جهت تحلیل دشوار خواهد بود. همچنین معایب دیگر براي میراگرهاي ویسکوز وجود دارد. به علت فشردگی کم سیال ویسکوز ، شروع به کار کردن با ضربه اي در میراگر ویسکوز همراه است.