مطالعات آزمایشگاهی بر روی یک میراگر ویسکوز غیرخطی کنترل‌پذیر برای سازه‌های جداسازی شده‌ی پایه در حوزه‌ی نزدیک/پزشکی حسین

در طول چند دهه اخیر تحقیقات بسیاری مرتبط با قطعات مستهلک کننده انرژی انجام شده است که میراگرهای ویسکوز نیز به عنوان بخشی از قطعات مستهلک کننده‌ی انرژی کاربرد گسترده‌ای داشته‌اند.
ضیایی‌فر و فروغی‌کیا ۱۳۸۵، میراگر نوینی را ارایه کرده‌اند که با استفاده از قطعات آکاردئونی و از طریق میرایی ویسکوز قادر به اتلاف انرژی می‌باشد. این میراگر دارای محدودیت ظرفیت نیرویی بوده است و همچنین آزمایش‌های انجام شده بر آن نقص‌هایی را نشان‌ داده‌اند. میراگر نمونه‌ی ساخته شده، در طی آزمایش‌ها به حداکثر نیروی ۲۲۴ کیلونیوتن رسید که حدود ۵ برابر نمونه قبلی بوده است و مقداری قابل توجه و کاربردی برای میراگرهای ویسکوز می‌باشد. همچنین این میراگر دارای رفتار غیرخطی با ویژگیهای مناسبی است. علاوه بر آن با توجه به نحوه‌ی طراحی آن، نیاز به ساخت قطعات با دقت بسیار بالا نیز وجود ندارد. از ویژگیهای مهم این میراگر این است که در آن قطعه‌ای پلاستیکی و رزینی وجود ندارد و آب‌بندی مخازن آن بوسیله جوش حاصل شده است.
در این مطالعه رفتار میراگر مزبور تحت آزمایش‌های چرخه‌ای مورد بررسی قرار گرفت و با استفاده از مدلهای رفتاری کلوین و ماکسول، مشخصات رفتاری میراگر نمونه استخراج گردید. سعی شده بود که با استفاده از شیارهای پلکانی رفتار غیرخطی در میراگر ایجاد شود که این امر تا حدودی موفقیت آمیز بوده است، اما با توجه به پلکانی بودن شیارها، این اثر در دامنه‌های مختلف متفاوت بوده و بگونه‌ای است در دامنه‌های کمتر از ۳۵ میلیمتر عدد بدست آمده برای توان سرعت برابر ۰/۹۳ و در دامنه‌های بیشتر از ۳۵ میلیمتر در حدود ۰/۷ می‌باشد.
در بررسی‌ها نشان داده شد که مشخصه‌های رفتاری میراگر در برابر فرکانس بارگذاری تغییر می‌کند.

در ادامه‌ی این مطالعه، کاربرد میراگر ویسکوزی در جداسازی پایه با فرض میراگر ایده‌آلی در سه وضعیت رفتار میرایی خطی، رفتار میرایی غیرخطی و میراگری با رفتار خطی کنترل‌پذیر نیز مورد بررسی قرار گرفته است. با توجه به آنکه در مطالعات محققین مختلفی نظیر هال و همکاران ۱۹۹۵، هیتون و همکاران ۱۹۹۵، رفتار سازه‌ی جداسازی شده در حوزه‌ی نزدیک، به علت وجود پالس سرعت به چالش کشیده شده است، رفتار سازه‌ای جداسازی در سه وضعیت میراگر ایده‌آل بیان شده، تحت اثر زمین‌لرزه‌های حوزه‌ی نزدیک و دور نیز به صورت مورد بررسی مختصر قرار گرفته است و اثرات سه وضعیت میراگر ایده‌آل تبیین شده‌است.
بررسی‌ها بر روی میزان اثر میرایی غیرخطی در مقایسه با خطی نیز نشان دهنده‌ی اثر کاهنده‌ی قابل توجه آن در پاسخ تغییرمکان پایه و تغییرمکان نسبی روسازه می‌باشد و اثر آن بر شتاب روسازه نیز چندان قابل توجه نمی‌باشد. غیر از اثر کاهنده‌ی میرایی غیرخطی در پاسخ‌ها باید عامل هزینه را نیز برای انتخاب میان استفاده از میراگر خطی و یا غیرخطی در نظر داشت.
نتایج ثبت شده برای پاسخ‌های تغییرمکان پایه، تغییرمکان نسبی و شتاب روسازه نمایانگر آن است که برای هر سازه‌ی جداسازی شده، در هر دو حالت میرایی خطی و غیرخطی، مقدار خاصی از میرایی وجود دارد که میرایی بهینه نامیده می‌‌شود و در آن، پاسخ‌های مختلف سازه از مقادیر مطلوبی برخوردار می‌باشند. با افزایش میرایی بیش از این مقدار تغییرمکان پایه کاهش می‌یابد ولی پاسخ‌های تغییرمکان نسبی و شتاب روسازه روند افزایشی پیدا می‌کنند. برای هر سازه‌ی خاص باید مقدار میرایی بهینه مشخص شده و بوسیله میراگر خطی و یا غیرخطی تامین شود.