دانلود مقاله بررسی دامپرهای مگنتورئولوژیک برای شبیه سازی اکیب زمین لرزه

چکیده:

در بررسی های اخیر، کارایی وسایلMC برای تعدیل پاسخ زلزله أی از لحاظ تجربی و تحلیلی شده داده شده است. بررسی های قبلی بررسی کاربرد یک دامپر MR واحد برای کنترل یک ساختمان چند طبقه متمرکز گردید. یک الگوریتم کنترل بهینه شده توسط تراشه بر اساس بازخورد شتاب برای استفاده با دامپر MR توسعه یافت. بررسی های تحلیلی، این روش را به حالتی توسعه داد که در آن دامپرهای مختلفی بکار برده می شوند. کانون این بررسی، تایید تجربی و آزمایش این نتیجه با استفاده از دستگاههای MR مختلف برای کنترل یک ساختمان است. آزمایشات در لابراتوار مهندسی زلزله و کنترل ساختاری دانشگاه واشنگتن، انجام می شوند. نتایج آزمایشی نشان می دهند که دامپرهای MR مختلف می توانند بطور موثر برای کاهش پاسخ های یک سازه بکار بروند.

 21 صفحه فایل ورد قابل ویرایش

1ـ مقدمه:

دامپرهای MR وسایل نیم ـ فعالی هستند که ترکیب خوبی از ویژگی های

مطلوب را ارائه می کنند و کاربرد مهندسی ساختمان جالبی دارند. آنها به حداقل نیرو احتیاج دارند و می‌توانند به سرعت به تغییرات در ورودی کنترل پاسخ دهند و نسبتاً ارزان هستند و کاملاً قابل اطمینان می باشند. زیرا قطعات متحرک کمی دارند. بعلاوه، بررسی های اخیر بر روی یک دامپر 20 تنی MR در دانشگاه نوتردام نشان داده اند که این دستگاه ها نیروهای با بزرگی لازم را برای کاربردهای کنترل ساختاری در مقیاس کامل، فراهم می نمایند. ولی. چون این دستگاهها غیر خطی هستند، یکی از چالش ها در کاربرد این فن آوری به توسعة الگوریتم های کنترل مناسب مربوط می شود. بررسی های تحلیلی نشان داده اند که عملکرد سیستم های کنترل بر اساس دامپرهای MR وابسته به انتخاب الگوریتم بکار رفته است. در یک بررسی اخیر، یک دامپر MR واحد بکار رفته همراه با یک الگوریتم کنترل بهینه شده توسط تراشه در کاهش پاسخ های یک ساختمان چند طبقه، موثر بوده است.

بررسی های بعدی نشان داده اند که این الگوریتم برای کنترل دستگاههای نیم ـ فعال چند گانه در یک ساختمان، مفید بوده است. عملکرد سیستم کنترل نیم ـ فعال نشان دهندة سازگار بودن سیستم ها می باشد. در این بررسی، آزمایشات برای بررسی کاربرد دامپرهای MR چندگانه در یک ساختمان، انجام می شوند. آزمایشات در لابراتوار مهندسی زلزله و کنترل ساختاری دانشگاه واشنگتن انجام شده اند. چهار دامپر MR حالت ـ برش برای کنترل یک ساختمان شش طبقه در معرض شتاب جاذبة تک محوری، بکار برده می شوند. دستگاههای کنترل بین طبقة همکف و طبقه اول ساختمان و بین طبقات اول و دوم ساختمان ، قرار داده می شوند. نتایج نشان می دهند که دامپرهای MR می توانند برای کاهش پاسخ های زلزله أی یک ساختمان بکار برده شوند.

2ـ برپا کردن دستگاه آزمایش:بررسی های آزمایشی در لابراتوار مهندسی زلزله و کنترل ساختمان دانشگاه واشنگتن انجام شدند و از یک شبیه ساز زلزله استفاده گردید که قادر به اعمال حرکت تولید شده توسط یک زلزله به یک سیستم ساختمانی است.

شبیه ساز زلزله بر روی یک جرم بتن 45000 کیلوگرم(100000 lb) قرار دارد که از کف جدا شده است. شبیه ساز شامل یک میز لغزنده آلومینیمی با یاتاقان های غیر اصطکاکی است. میز لغزنده توسط سیستم هیدرولیک حرکت می کند که از یک فعال کننده هیدرولیک 80KN ، دو سیستم 162m ISTبا IS شیرهای سرووGPM ، یک مانیفلد جانبی S910 تشکیل شده است. شبیه ساز زلزله، دارای یک دامنه فرکانس عملیاتی 0-50Hz است و می تواند به سرعت های بیش از 75cm/sec (30cm/sec) برسد و قادر به اعمال شتاب های بزرگتر از g4 برای یک بار آزمایش900kg(1Ton) می باشد. دستگاههای MR بکار رفته در اینجا از نوع دستگاه های نسخة اصلی است که بطور طرح گونه در شکل 1 نشان داده می شود و از شرکت Lord برای بررسی و ارزیابی بدست آمده است. دستگاه شامل دو صفحه ورق است که موازی با یکدیگر قرار داده شده اند. ابعاد دامپر 4.45*1.9*2.5cm است. حوزة مغناطیسی توسط یک الکترو مغناطیس تولید می شود که شامل یک سیم پیچ است که در یک سر دستگاه بسته شده است. نیروها وقتی تولید می شوند که صفحات متحرک، با پوشش یک فوم اشباع شده با سیال MR ، بین دو صفحة موازی، حرکت نمایند. نیروی بکار رفته برای دستگاه توسط یک منبع تغذیه ولتاژ منظم اعمال می شود که یک مدولاتور پهنای پالس (pwm) را به حرکت در می آورد. pwm پالس های ولتاژ را برای دامپر MRبا فرکانس بزرگتر از 20KHz بکار می برد، و سیکل کار هر پالس وابسته به ولتاژ فرمان برای مدار است.