مقاله مدل دینامیک مقیاس کامل ضربه گیرهای MR برای کاربردهای مهندسی عمران

مقاله مدل دینامیک مقیاس کامل ضربه گیرهای MR برای کاربردهای مهندسی عمران

چکیده :
ضربه گیرهای MR و مگنتورلوژیکان  ازجمله وسایل جدید برای کاهش ارتعاش ساختمان هستند بدلیل سهولت مکانیکی آنها ، محدوده دینامیکی وسیع نیازهای به نیروی کم ظرفیت نیروی زیاد ، و نیرومندی این وسایل باتقاضاها و محدودیت های کاربرد بخوبی هستند تا وسایل جالب محافظت کردن سیستم های فراساختمار عمران را در مقابل بارهای زیر زمینی لرزه وبا وجدی پیشنهاد نمایند.
مدل های شبه استاتیک ضربه گیرهای MR توسط محققان مختلف بررسی شده اند اگر چه این مدل ها برای طراحی ضربه گیر مفیدهستند ولی برای شرح رفتار ضربه گیر MR تحت بار گذاری دینامیک کافی نمی باشند . این مقاله یک مدل دینامیک جدید از سیستم ضربه گیر MR را پیشنهاد می کند که از دو بخش تشکیل می شود .
-iیک مدل دینامیک از منبع تغذیه و-ii   یک مدل دنیامیک از ضربه گیر MR بدلیل اینکه بررسی های قبلی نشان داده اند که یک منبع تغذیه جاری می تواند زمان پاسخ ضربه گیر MR را کاهش دهد این بررسی از یک درایو جاری استفاده می کند تا ضربه گیر MR را نیرو دهد . اصول کار درایو جاری ویک مدل دینامیک مناسب ارائه می شوند در نتیجه تحلیل پاسخ ضربه گیر MR اجرای شود وی یک مدل میکانیکی با استفاده از مدل Bouc – wen پیشنهاد می شود تا رفتار ضربه گیر راتحت بار گذاری دینامیک پیش بینی می کند این مدل تاثیرات کاهنده برش واینرسی سیال را در بر می گیرد . مدل دینامیک سیستم ضربه گیر MR نتایج آزمایشی را بخوبی پیش بینی می کند کلمات کلیدی سیالات MR دستگاه های ضربه گیر هوشمند مولد هوشمند مدل پس ماند ، بر آورد پارامتر تعیین هویت سیستم ، فن آوری رئولوژیکی .

مقدمه :
سیالات مگنتورئولوژیک ( با سیالات MR) به طبقه سیالات قابل کنترل تعلق دارد . خصوصیات ضرروی سیالات MR عبارت اند از توانایی آنها برای تغییر از مایعات وسیکوز خطی و جاری بطور آزاد به جامدهایی است که دارای یک استحکام تسلیم قابل  کنترل در مدت چند میلی ثانیه هستند هنگامی که د رمعرفی یک میدان مغناطیسی قرار می گیرند . این ویژگی فصل مشترک های پاسخ سریع آرام وساده را بین سیستم های مکانیکی و کنترل های الکترونیکی فراهم می کنند ضربه گیرهای سیال MR اکنون دستگاه های نیم فعال جدیدی هستند که سیالات MR را برای فراهم کردن نیروهای ضربه گیر قابل کنترل فراهم می نمایند این دستگاه ها بر بسیاری ازمشکلات هزینه وقتی همراه مرتبط بادستگاه های نیم فعال غلبه می نمایند که قبلا در نظر گرفته شده اند بررسی های اخیر نشان داده اند که ضربه گیرهای نیم فعال می توانند به اکثریت عملکرد  سیستم های کاملا فعال دستری می یابند و بنابراین برای احتمالات کاهش پاسخ موثر در طی فعالیت زلزله ای قوی و ملایم مجاز می باشند .
شکل ۱٫ (a)  طرح گونه یک ضربه گیر سیال MR 20 تنی در مقیاس کامل
برای اثبات قابلیت اشل بندی فن آوری سیال MR برای دستگاه های با اندازه مناسب برای کاربردهای مهندسی عمران یک ضربه گیر سیال MR 20 تنی درمقیاس کامل طراحی و ساخته شده است شکل ۱ (a) طرح گونه ضربه گیر MR بررسی شده در این مقاله رانشان می دهد . ضربه گیر از یک شکل هندسی ساده استفاده می کند که در آن مقّر استوانه ای خارجی بخشی از مدار مغناطیسی است سوراخ مایع موثر فضایی بین قطر خارجی پیستون و داخل مقّر استوانه ای است ضربه گیر دارای قطر داخلی ۲۰ orifice   ویک stoke  است کریل های الکترومغناطیسی در سه بخش برروی پیستون پیچیده می شوند ومنجر به چهار ناحیه سوپاپ valve موثر می گردد هنگامی که مایع به  پشت پیستون جاری می شود . کویل ها حاوی km سیم است وقتی بطور سری متوالی  سیم پیچی می شوند کویل کلی دارای یک اندوکتانس li= 6.6.H  و یک مقاومت R0= 21 0 است ضربه گیر کامل شده سیم پیچ  تقریبا  متر طول دارد و دارای جرم  است ضربه گیر حاوی تقریبا لیتر مایع MR است مقدار مایع انرژی گرفته توسط میدان مغناطیسی در هر لحظه مورد نظر تقریبا  ۹۰ است شکل Ib  دستگاه را در دانشگاه فوتردام برای ضربه گیر مایع MR 20 تنی در مقیاس کامل نشان میدهد ضربه گیر به یک صفحه به ضخامت ۷٫۵ متصل شد که تا یک ضخامت متر دو غاب ریزی کف شد ضربه گیر توسط یک  فعال کننده ۵۶۰ kn با یک سرود  والو ipm57 با یک پهنای باند ۳۰ht حرکت می نماید فعال کننده با یک کنترل کننده سروو هیدرولیک sa10 مدل شنک – پگالوس کنترل می شود ( در موردباز خورد جابجایی ) مدل های شبکه استاتیک ضربه گیرهای MRتوسط محققان بسیاری توسعه یافته اند . اگر چه آن مدل ها برای طراحی ضربه گیر MR مفید هستند ولی برای شرح رفتار غیر خطی ضربه گیر تحت بار گذاری دینامیک کافی نمی باشند ( بویژه رفتار سرعت – نیروی غیر خطی ) .
این مقاله یک مدل دینامیک جدید از سیستم ضربه گیر MR راارائه می کند که از دو بخش تشکیل می شود  : I : یک مدل دینامیک منبع تغذیه و ii – یک مدل دینامیک ضربه گیر  MR بدلیل اینکه  بررسی های قبلی نشان داده اند که یک منبع تغذیه رانده شده جاری می توانند بطور فاحشی زمان پاسخ ضربه گیر را کاهش دهند این بررسی یک درایو جاری را برای قدرت دادن به ضربه گیر MR بکار می برد .
اصول کار درایو جاری و یک مدل دینامیک مناسب فراهم میشوند در نتیجه تحلیل پاسخ ضربه گیر اجرا می شودو یک مدل مکانیکی با استفاده از مدل Bous – wen  پیشنهاد می شود تار فتار ضربه گیر MR را تحت بار گذاری دینامیک پیش بینی می کند . این مدل تاثیرات لاغر کردن برش واینترنتی مایع MR را شامل می شود بررسی هانشان داده است که مدل دینامیک پیشنهاد شده سیستم ضربه گیر MR نتایج آزمایشی راخیلی خوب پیش بینی می کند .