۲-۵-۲ میراگر مایع تنظیمشده
قاعده اساسی میراگر مایع تنظیمشده شبیه میراگر جرمی تنظیمشده میباشد به خصوص اینکه جرم ثانویه متحرک بهصورت میراگر سیال به سیستم سازهای اولیه معرفیشده است. ازاینجهت تنظیمشده است، که فرکانس مایع با فرکانس حرکت سازه برابر است، و به آن میراگر مایع تنظیمشده گفته میشود. وزن بهعنوان نیروی بازدارنده عمل میکند و اتلاف انرژی از عمل ویسکوز بین لایههای مرزی مایع به دست میآید. مفهوم ساده میراگر مایع تنظیمشده شامل مخزن مستطیلی یا استوانهای با آب داخل آن است. حرکت افقی مخزن حرکت موجی مایع درون آن را ایجاد میکند.
میراگرهای جرمی مایع تنظیمشده به دودسته تقسیم میشوند:
۱- میراگر ستون مایع تنظیمشده[۵۰] (TLCD) که با یک ظرفU شکل بخصوصی است که با مایع پر میشود، حرکت مایع در این ستونها مانند جرم متمرکز در میراگرهای جرمی عمل میکند. این میراگر در شکل (۲-۴) دیده میشود. عملکرد این میراگر با بهکارگیری مخازن تنظیم فشار درروی ستونها بهتر میشود.
میراگر مایع تنظیم شده ستونی در برج ملینیوم[۵۴]
۲- میراگر موجی مایع[۵۱] (TSD)، که خود به دودسته کمعمق و عمیق تقسیم میشود میتواند به شکل مخازن مستطیلی و یا مخازن استوانهای باشد. در شکل(۲-۵) این نوع میراگر دیده میشود. بهمحض حرکت سازه ستون مایع شروع به نوسان میکند، و شروع به جذب لرزشهای ساختمان میکند.
جذبکنندههای لرزشی دینامیکی برای کاربرهای کشتیرانی توسط فرام بهعنوان شروعکننده این کار پیشنهاد شد. برای کاربردهای مهندسی عمران اولین بررسیها در اواسط سال ۱۹۸۰ انجام شد .
میراگر مایع تلاطمی[۵۴]
برخلاف میراگرهای جرمی تنظیمشده پاسخ میراگرهای مایع تنظیمشده بسیار غیرخطی است. موج زدنهای مایع یا حرکت مایع از روزنهها معمولاً پدیدهای بسیار غیرخطی میباشد. پاسخ سازه اولیه با یک میراگرهای مایع تنظیمشده وابسته به دامنه بوده و حتی برای سازههای اولیه، سازههایی که بهصورت الاستیک خطی عمل میکنند، گزارشهای تحقیقات انجامشده بر غیرخطی بودن رفتار میراگرهای مایع تنظیمشده اشاره دارند.
اتلاف انرژی در هر سیکل یک میراگرهای مایع تنظیمشده بستگی شدید به فرکانس تحریک آن دارد. برای فرکانسهایی در نزدیکی فرکانس طبیعی اتلاف انرژی بهصورت قابلتوجهی بالاتر از بقیه دیده شد .
رفتار دینامیکی غیرخطی میراگرهای مایع تنظیمشده بیشتر بر روی سیستم یک درجه آزادی بررسیشده است. بااینوجود پاسخ سیستم یک درجه آزادی نیز برای دامنه لرزش ستون مایع غیرخطی است. غیرخطی بودن بیشتر شامل قسمت میرایی به علت اتلاف انرژی ناشی از آشفتگی جریان است.
به علت کمبود مدلهای ساده معقولانه برای توصیف رفتار دینامیکی میراگرهای مایع تنظیمشده، تاکنون روش طراحی قابل قبولی ایجاد نشده است .
اگرچه اثر میراگرهای مایع تنظیمشده در کنترل ارتعاشات ایجادشده توسط باد بالاتر از ۷۰ درصد بوده است، اما کاربرد آنها از میراگرهای جرمی تنظیمشده کمتر بوده و در کل آنها کم اثرتر از میراگرهای جرمی تنظیمشده شناختهشدهاند، ولی میراگرهای مایع تنظیمشده دارای مزایایی چون هزینه کم، آسانی نصب و تنظیم فرکانس مایع میباشد، اما به دلیل مشکلات بالا و اثر غیرخطی شدید هنوز بسیار گسترش پیدا نکرده است[۴۹].
۲-۵-۳ میراگر ویسکوز
دو نوع میرایی در هنگام لرزش برای وسایل جاذب انرژی وجود دارد. وسایل کنترل تسلیمی و اصطکاکی جزء انواع هسترتیک هستند، آنها دارای نیروی محدودی و وابسته به نیرو هستند و بر پایه سرعت تحریک، نیروی داخلیشان افزایش پیدا نمیکند. از طرف دیگر میراگرهای ویسکوز، محدود به نیرو نیستند و نیروی داخلی آنها وابسته بهسرعت تحریک است. میراگرهای ویسکوز اولین بار در نیمه پایانی قرن ۱۹ برای خنثیسازی اثرات ضربه توپها در کشتی استفاده شد. در نیمه اول قرن بیستم یک کمپانی اتومبیلسازی بهصورت گستردهای استقامت آنها را افزایش داده و آنها را برای نیازهای سیستمهای معلق وسایل نقلیه استفاده کرد. در طی جنگ سرد میراگرهای ویسکوز برای جداسازی سیلوها و سنگرهای پرتاب موشک استفاده شد ، بهعلاوه استفاده و توسعه آن برای توپهای بزرگ و کشتی جنگی افزایش یافت. در پایان سال ۱۹۸۰ نوع کوچکی از این میراگرها بهصورت گستردهای توسط پیمانکاران نظامی برای کاربرد بخش غیرنظامی استفاده شد. پیمانکاری نظامی به نام تیلور[۵۲]، آزمایشهایی را در همکاری با مرکز ملی مهندسی زلزله در دانشگاه نیورک در بوفالو انجام داد و بر روی تطبیقپذیری میراگرهای ویسکوز در کاربردهای ساختمانی برای مقابله با حرکت ناشی از باد و زلزله تحقیق کرد. ازآنپس در بیش از ۱۱۰ کاربرد سازهای بزرگ میراگرهای ویسکوز به کار گرفته شد.
میراگرهای ویسکوز در ابعادی به طول ۴۰سانتیمتر تا ۱/۴ متر استفاده شدند. محدوده نیروی خروجی آنها از ۵/۴۴ کیلو نیوتن تا ۹ مگا نیوتن است. یک میراگر ویسکوز تنها از چند بخش تشکیلشده است. قسمت اساسی آن یک پیستون است، که حرکت رفت و برگشتی دارد. مایع از روزنهها عبور کرده و سرعت مایع تولیدکننده نیرو میباشد. شکل(۲-۶) جزئیات یک میراگر ویسکوز را نشان میدهد.
میراگر ویسکوز به همراه جزئیات آن[۵۴]
معادله سیستم یک درجه آزادی با نیروی میراگر خارجی و توزیع نیروی خارجی بهصورت زیر است :
که m اشاره به جرم ، c میرایی داخلی و k سختی سیستم یک درجه آزادی است. میراگر ویسکوز وسیلهای فرضی است، که نیروی میرایی تولید میکند، و این نیرو مستقیماً متناسب با سرعت سیستم است و بهصورت زیر نوشته میشود :
فاکتور متناسب با ضریب میرایی میراگر ویسکوز خارجی است. دلیل اینکه چرا میراگرهای ویسکوز خطی وسایل میرایی برتری هستند، توسط معادله (۲-۳۳) ناشی از معادلات (۲-۳۱) و (۲-۳۲) است :
فرم در حال بارگذاری ...