بررسی تجربی و عددی یک میراگر اصطکاک تنظیم شده جدید
چکیده
در این مقاله مفهوم یک میراگر اصطکاک نیمه فعال ، بنام میراگر اصطکاک تنظیم شده (AFD) معرفی شده است. نیروی بهم فشردگی چنین میراگری توسط فشار هیدرولیکی امن شده است، که نه تنها هزینه های تولید را کاهش می دهد، بلکه آن را برای کنترل پاسخ لرزه ای سازه با تغییر نیروی بهم فشردگی میراگرها، ممکن می سازد.
رفتار هیسترتیک AFD با استفاده از اندازه های تجربی همانند مدل عددی بررسی شده است.فرایند تجربی درگیر آزمون هایی با فشار هیدرولیکی مختلف(که باعث ایجاد نیروهای اصطکاک مختلف می شود)در نزدیکی بارگذاری ایستا همانند بارگذاری دینامیک با فرکانس های مختلف می باشد. نتایج نشان می دهد که میراگر پیشنهادی دارای جذب انرژی قابل توجهی توسط حلقه های هیسترتیک ثابت است، که می تواند برای افزایش عملکرد سازه های مورد نظر تحت بارهای زلزله با شدت های مختلف استفاده شود. ویژگی های جابجایی نیرو AFD مانند بار لغزش، انرژی تخلیه شده، سفتی(سختی) مؤثر و میرایی چسبنده معادل برای دور های متوالی بارگذاری محاسبه شده است. سیستم بر اساس نیازمندی های دستگاه های وابسته به جابجایی بر طبق مشخصات ASCE / SEI 41-06 توصیف شده است. علاوه بر این، رفتار هیسترتیک AFD توسط روش عددی مورد مطالعه قرار می گرفته و توافق نزدیک بین نتایج آزمایشگاهی و عددی مشاهده شده است.
1-مقدمه
تکنیک های کنترل پاسخ لرزه ای، شامل اضافه کردن دستگاه هایی به سیستم به منظور از بین بردن انرژی ناشی از حرکت زلزله می باشند (برای بررسی چنین تکنیک هایی [1-4] را ببینید). اصطکاک مبتنی بر میراگرها، رده ای از چنین دستگاههایی هستند که انرژی را از طریق مکانیزم اصطکاکی ایجاد شده توسط لغزش اجسام سخت از هم می پاشند. یک میراگر اصطکاک معمولی با یک سطح تماس لغزشی اصطکاک و یک مکانیزم بهم فشردگی سازش می کند که نیروی اتصال نرمال را روی سطح تولید می کند و به شدت به ضریب اصطکاک بین سطوح وابسته است. در یک میراگر اصطکاک غیرفعال، نیروی بهم فشردگی میراگر و در نتیجه نیروی لغزش، یک مقدار ثابت از پیش تعیین شده منتخب توسط طراحی است. اگر نیرو محوری در میراگر، که معمولا در سیستم مهاربندی مستقر شده است بر نیروی اصطکاک استاتیک غلبه کند ، میراگر غیرفعال شروع به لغزش می کند و مقدار قابل توجهی از انرژی مکانیکی را می تواند به انرژی گرمایی تبدیل کرده و از بین ببرد.
Abstract
In this paper, the concept of a semi active frictional damper called Adjustable Frictional Damper (AFD) is introduced. The clamping force of such damper is secured by hydraulic pressure, which not only reduces the manufacturing costs but also makes it possible to control the seismic response of the structure by changing the clamping force of the dampers.
The hysteretic behavior of AFD is studied by experimental means as well as by numerical model. Experimental process involves tests with various hydraulic pressures (which cause various frictional forces) at nearly static loading as well as dynamic loading with various frequencies. The results show that the proposed damper has significant energy absorption by stable hysteretic loops, which can be used for enhancement of the performance of structures subjected to earthquake loads with various intensities. Force–displacement characteristics of AFD such as slippage load, dissipated energy, effective stiffness and equivalent viscous damping for consecutive cycles of loading is calculated. The system is qualified based on the requirements for displacement-dependent devices according to ASCE/SEI 41-06 specification. Furthermore, the hysteretic behavior of AFD is studied by numerical method and a close agreement between the experimental and numerical results is observed.
1 . Introduction
Seismic response control techniques involve addition of devices to the system in order to dissipate the energy imparted by earthquake motion (for a survey of such techniques see e.g. [1–4]). Frictional based dampers are one class of such devices which dissipate the energy through frictional mechanism caused by two solid bodies sliding relative to each other. A conventional frictional damper compromises a frictional sliding contact surface and a clamping mechanism that produces normal contact force on the surface and heavily relies on coefficient of friction between surfaces. In a passive frictional damper, the clamping force of the damper and consequently the slippage force is a pre-determined constant value selected by design. If the axial force in the damper which is usually placed in a bracing system overcomes the static frictional force, the passive damper starts to slip and a considerable amount of mechanical energy can be transformed to heat energy and dissipated.
چکیده
1-مقدمه
2 - اجزاء و مکانیزم میراگر اصطکاک قابل تنظیم
3 محاسبات طراحی AFD
4. مطالعه تجربی رفتار هیسترتیک AFD
4-1 فرایند ساخت نمونه اولیه AFD
4-2 تنظیم آزمایش
4-3. بارگذاری استاتیک
4-4 بارگذاری دینامیک
5. مطالعه عددی رفتار هیسترتیک AFD
5-1 تحلیل مکانیکی
5-2تحلیل حرارتی
6- میرایی چسبنده معادل
7. AFD به عنوان یک میراگر غیرفعال
8- نتیجه گیری
منابع
Abstract
1 . Introduction
2 . Components and mechanism of adjustable frictional damper
3 . AFD design computations
4. Experimental study of hysteretic behavior of the AFD
4.1. AFD prototype fabrication process
4.2. Test setup
4.3. Static loading
4.4. Dynamic loading
5. Numerical study of hysteretic behavior of the AFD
5.1. Mechanical analysis
6. Equivalent viscous damping
7. AFD as a passive damper
8 . Conclusions
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه