بررسی عملکرد یک میراگر ویسکوز انقباض محوری در سازه های جداسازی شده ی جرمی/موسوی سیده شکیبا

در دهه‌های اخیر تحقیقات گسترده‌ای در ارتباط با قطعات مستهلک کننده انرژی انجام شده و چگونگی عملکرد آن‌ها در کاهش پاسخ لرزه‌ای سازه‌های مختلف، مورد بحث و بررسی قرارگرفته است. در این میان میراگرهای ویسکوز، بخش مهمی از این تحقیقات را به خود اختصاص داده‌اند. مطالعات انجام شده نشان می‌دهد که رفتار این میراگرها تنها با ثابت میرایی آن‌ها قابل بیان نیست بلکه عواملی از قبیل رفتارِ سرعتی غیرخطی، سختی محوری هرچند ناچیز و اصطحکاک داخلیِ میراگر از عوامل مهم تأثیرگذار در رفتار این سیستم‌های جاذب ‌انرژی هستند. همچنین دامنه فرکانسی اعمال بار، انعطاف پذیری غلاف پیرامونی هسته‌ی میراگر، تراکم پذیری مایع درونی آن، اثرات حرارتی و … نیز در تعیین مشخصه‌های رفتاری این میراگرها تأثیر گذارند. در مطالعات تجربی که تاکنون برای تعیین مشخصه‌های رفتاری این میراگرها صورت پذیرفته و همچنین ادبیات فنی موجود، ارتباط موثری بین موارد ذکر شده با مکانیک رفتاری این میراگرها دیده نمی شود.

در مطالعه حاضر اقدام به ساخت نمونه‌­ای از میراگر ویسکوزِ انقباض محوری، با ظرفیت نیرویی ۵۰۰ کیلونیوتن و دامنه‌ی تغییر مکانی ۱۵۰ میلی‌متر شد. رفتار مکانیکی میراگر جدید، تحت آزمایش‌های چرخه‌ای مورد بررسی قرار گرفت که در نهایت مشخصه‌های رفتاری آن در فرم یک مدل ارائه شده است. این مدل بیانگر رفتار عمومی این میراگر بر مبنای عوامل مختلف تأثیرگذار در عملکرد آن است. میراگر ساخته شده، طی چرخه های مختلف بارگذاری به طور متوسط دارای ۱۰ کیلونیوتن  نیروی اصطکاک اولیه است که می‌توان از آن به عنوان فیوز عملکردی میراگر بهره گرفت. همچنین با توجه به نحوه‌ی ساخت میراگر (عدم تقارن در ساخت دو بِلوز) افزون بر نیروی میرایی، نیروی اصطکاکی ثانویه‌ای، وابسته به فشار روغن به میزان ۵۰ کیلونیوتن وجود دارد که باعث افزایش ظرفیت نیرویی میراگر و بهبود منحنی‌های رفتاری آن شده است.

در ادامه، عملکرد هر یک از میراگرهای اصطکاکی، میراگرهای ویسکوز خطی و غیرخطی و همچنین میراگر ویسکوز خطی با درصدی نیروی اصطکاک، در بهبود پاسخ لرزه‌ای سازه‌­ی جداسازی شده مورد بررسی قرار گرفته است. بررسی‌ها نشان می­دهد که سازه‌های جداسازی شده جرمی می­توانند عملکرد لرزه‌ای سازه را در مقایسه با سازه‌های معمول به طور میانگین تا ۳۰ درصد، بهبود بخشند. همچنین افزودن درصدی از نیروی اصطکاک به میراگرهای ویسکوز خطی علاوه بر بهبود عملکرد سازه وکنترل پاسخ­های آن، رفتار میراگرهای خطی را بهبود بخشیده و ظرفیت اتلاف انرژی در این میراگرها را افزایش داده است.