در زمینه مهندسی مدرن ، Dampers یک وسیله حیاتی است که نقش مهمی در کاهش لرزش ، کاهش نویز و بهبود ثبات سیستم دارد. این که آیا این ساختمان ها ، پل ها ، اتومبیل ها یا ابزارهای دقیق و تجهیزات هوافضا هستند ، از استفاده از میراگرها جدا نیستند. در این مقاله مقدمه مفصلی در مورد مفاهیم اساسی ، اصول کار ، انواع ، زمینه های کاربردی و روند توسعه میراگرها ارائه شده است.
I. مفاهیم اساسی
دمپر یک وسیله مکانیکی یا هیدرولیکی است که می تواند انرژی لرزش را از بین ببرد و دامنه لرزش را کاهش دهد. این انرژی جنبشی لرزش را به انرژی گرما یا سایر اشکال انرژی از طریق مقاومت چسبناک ، مقاومت در برابر اصطکاک یا اثر الکترومغناطیسی محیط میرایی (مانند مایع ، گاز ، الکترومغناطیسی و غیره) تبدیل می کند و از این طریق سرکوب لرزش سیستم می شود. به عبارت ساده تر ، دمپر مانند "ترمز ارتعاش" است که می تواند در اسرع وقت شیء لرزش را متوقف کند.
ii. اصل کار
اصل کار دمپر عمدتاً مبتنی بر اثر میرایی است. هنگامی که سیستم ارتعاش می کند ، محیط میرایی در دمپر یک نیروی میرایی تولید می کند که متناسب با سرعت لرزش و در مقابل جهت لرزش باشد. طبق قانون دوم نیوتن ، نیروی میرایی تأثیر میرایی بر سیستم لرزش ایجاد می کند و از این طریق دامنه و انرژی لرزش را کاهش می دهد. انواع مختلفی از میراگرها مکانیسم های مختلفی برای تولید نیروی میرایی دارند. در زیر چندین نوع معمولی از دامپرها و اصول کاری آنها معرفی می شود.
iii انواع
(i) دمپر مایع
دمپر مایع وسیله ای است که از ویسکوزیته مایع برای تولید نیروی میرایی استفاده می کند. این ماده عمدتاً از یک استوانه ، پیستون و یک مایع میرایی تشکیل شده است. هنگامی که پیستون در سیلندر حرکت می کند ، مایع میرایی از طریق سوراخ های کوچک یا شکاف های روی پیستون جریان می یابد و از این طریق مقاومت چسبناک ایجاد می کند. میراگرهای مایع مزایای نیروی میرایی بزرگ ، سرعت پاسخ سریع و ساختار ساده را دارند. آنها به طور گسترده در ساخت و ساز ، پل ها ، ماشین آلات و زمینه های دیگر استفاده می شوند. به عنوان مثال ، در سازه های ساختمان ، میراگرهای مایع را می توان در قسمت بالا یا بین طبقه ساختمانهای مرتفع نصب کرد. هنگام مواجهه با زمین لرزه یا وزش باد شدید ، دمپر انرژی لرزش را از طریق جریان مایع مصرف می کند ، دامنه لرزش ساختمان را کاهش می دهد و زمین لرزه ساختمان و مقاومت در برابر باد را بهبود می بخشد.
(ب) دمپر گاز
دمپر گازی وسیله ای است که از تراکم پذیری و ویسکوزیته گاز برای تولید نیروی میرایی استفاده می کند. این ماده عمدتاً از سیلندر ، پیستون و گاز تشکیل شده است. هنگامی که پیستون در سیلندر حرکت می کند ، گاز فشرده یا گسترش می یابد و بدین ترتیب نیروی میرایی ایجاد می کند. میراگرهای بنزین از مزایای نیروی میرایی قابل تنظیم ، اندازه کوچک و وزن سبک برخوردار هستند و به طور گسترده ای در مزارع خودرو ، الکترونیک ، هوافضا و غیره مورد استفاده قرار می گیرند. به عنوان مثال ، در سیستم تعلیق خودرو ، می توان از میراثان گاز در رابطه با چشمه ها استفاده کرد تا در هنگام رانندگی و ارتعاشات ماشین در هنگام رانندگی و بهبود راحتی.
(iii) دمپر الکترومغناطیسی
یک دمپر الکترومغناطیسی وسیله ای است که از اصل القاء الکترومغناطیسی برای تولید نیروی میرایی استفاده می کند. این ماده عمدتاً از یک سیم پیچ ، آهنربا و یک هادی تشکیل شده است. هنگامی که یک هادی در یک میدان مغناطیسی حرکت می کند ، یک نیروی الکتروموتوری ناشی از آن و یک جریان ناشی از آن تولید می شود ، در نتیجه یک نیروی میرایی الکترومغناطیسی تولید می کند. میراگرهای الکترومغناطیسی مزایای نیروی میرایی قابل کنترل ، سرعت پاسخ سریع و بدون سایش مکانیکی را دارند و به طور گسترده در ابزارهای دقیق ، روبات ها ، هوافضا و غیره مورد استفاده قرار می گیرند. به عنوان مثال ، در یک تعادل دقیق ، یک سد الکترومغناطیسی می تواند لرزش تعادل را کاهش داده و دقت اندازه گیری را بهبود بخشد.
(IV) دمپر اصطکاک
دمپر اصطکاک وسیله ای است که از مقاومت در برابر اصطکاک برای تولید نیروی میرایی استفاده می کند. این ماده عمدتاً از صفحات اصطکاک ، چشمه ها و دستگاه های ثابت تشکیل شده است. هنگامی که حرکت نسبی بین صفحات اصطکاک رخ می دهد ، مقاومت اصطکاک ایجاد می شود و در نتیجه انرژی لرزش مصرف می شود. میراگرهای اصطکاک مزایای ساختار ساده ، کم هزینه و نیروی میرایی پایدار را دارند و به طور گسترده در پل ها ، ساختمان ها ، ماشین آلات و زمینه های دیگر مورد استفاده قرار می گیرند. به عنوان مثال ، در یک ساختار پل ، یک دمپر اصطکاک را می توان بین اسکله های پل نصب کرد. هنگامی که این پل با یک زلزله یا بار وسیله نقلیه روبرو می شود ، دمپر انرژی لرزش را از طریق اصطکاک مصرف می کند ، دامنه لرزش پل را کاهش می دهد و ایمنی این پل را بهبود می بخشد.
IV قسمتهای کاربردی
(من) زمینه ساخت و ساز
در زمینه ساخت و ساز ، از میراگرها عمدتاً برای بهبود زلزله و مقاومت باد ساختمانها استفاده می شود. به عنوان مثال ، ساختمان تایپه 101 از یک دمپر انبوه تنظیم شده استفاده می کند که در طبقه 87 تا 92 ساختمان واقع شده است. این یک توپ فولادی با وزن 660 تن است. با تنظیم با فرکانس لرزش ساختمان ، می تواند به طور موثری دامنه لرزش ساختمان را در هنگام وزش باد شدید یا زمین لرزه ها کاهش دهد. علاوه بر این ، میراثرها همچنین می توانند برای کاهش لرزش و سر و صدای داخل ساختمان ها و بهبود راحتی محیط های زندگی و کار استفاده شوند.
(ب) میدان پل
در زمینه پل ها ، از میراگرها عمدتاً برای کاهش لرزش پل ها و بهبود پایداری پل ها استفاده می شود. به عنوان مثال ، پل Akashi Kaikyo ژاپن از میراگرهای مایع استفاده می کند ، که بین اسکله ها و تیرهای این پل نصب شده است ، که می تواند به طور موثری دامنه لرزش این پل را در هنگام وزش باد شدید یا زمین لرزه ها کاهش داده و ایمنی این پل را بهبود بخشد. علاوه بر این ، می توان از میراگرها برای کاهش لرزش و سر و صدا در هنگام رانندگی وسایل نقلیه روی پل و بهبود عمر خدمات این پل استفاده کرد.
(iii) زمینه اتومبیل
در زمینه اتومبیل ها ، میراگرها عمدتاً در سیستم های تعلیق و سیستم های صندلی مورد استفاده قرار می گیرند تا هنگام رانندگی ماشین و باعث بهبود راحتی سواری شوند. به عنوان مثال ، سیستم تعلیق یک اتومبیل معمولاً از میراگرهای گاز یا میراگرهای مایع استفاده می کند ، که در رابطه با چشمه ها استفاده می شود تا به طور موثر انرژی ضربه سطح جاده را جذب کرده و دامنه لرزش بدن خودرو را کاهش دهد. علاوه بر این ، میراثرها نیز می توانند در موتور و سیستم انتقال اتومبیل برای کاهش لرزش و سر و صدا و بهبود قابلیت اطمینان و دوام خودرو استفاده شوند.
(IV) هوافضا
در میدان هوافضا ، از میراگرها عمدتاً برای کاهش لرزش هواپیما و بهبود پایداری هواپیما استفاده می شود. به عنوان مثال ، سیستم های کنترل نگرش ماهواره ها و موشک ها معمولاً از میراگرهای الکترومغناطیسی یا میراگرهای گاز استفاده می کنند که می تواند به طور موثری نگرش و لرزش هواپیما را کنترل کرده و از عملکرد طبیعی هواپیما اطمینان حاصل کند. علاوه بر این ، میراثرها همچنین می توانند در موتورهای هواپیما و سازه های هواپیما برای کاهش لرزش و سر و صدا ، بهبود کارایی موتورهای هواپیما و ایمنی هواپیما استفاده شوند.
(v) زمینه های دیگر
علاوه بر زمینه های فوق ، میراگرها نیز در ماشین آلات ، الکترونیک ، ابزار دقیق ، راه آهن و سایر زمینه ها به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرند. به عنوان مثال ، در پردازش مکانیکی ، میراث می توان برای کاهش لرزش ابزارهای دستگاه و بهبود دقت پردازش استفاده کرد. در تجهیزات الکترونیکی ، می توان از می توان برای کاهش لرزش تابلوهای مدار چاپی و بهبود قابلیت اطمینان تجهیزات الکترونیکی استفاده کرد. در ابزار دقیق ، می توان از می توان برای کاهش لرزش نشانگرها و بهبود دقت اندازه گیری استفاده کرد. در میدان راه آهن می توان از میراگرها برای کاهش لرزش و سر و صدای قطارها و بهبود راحتی و ایمنی قطارها استفاده کرد.
V. روندهای توسعه
با پیشرفت مستمر علم و فناوری و توسعه مداوم حوزه مهندسی ، تقاضای کاربرد برای دامپرها در حال افزایش است و الزامات بالاتر نیز برای عملکرد و کارکردهای میراگرها مطرح می شود. در آینده ، روند توسعه میراگرها عمدتاً جنبه های زیر را شامل می شود:
(من) هوش
هوش یک روند مهم در توسعه میراگرها است. با توسعه مداوم سنسورها ، رایانه ها و فناوری کنترل ، می توان می توان می توان با سیستم های کنترل هوشمند برای دستیابی به تنظیم خودکار و بهینه سازی نیروی میرایی ترکیب کرد. به عنوان مثال ، میراگرهای هوشمند می توانند به طور خودکار نیروی میرایی را با توجه به تغییرات در محیط بیرونی (مانند زمین لرزه ها ، بادهای قوی ، بارهای وسیله نقلیه و غیره) تنظیم کنند تا به بهترین اثر کنترل لرزش برسند. علاوه بر این ، میراگرهای هوشمند همچنین می توانند تشخیص گسل و عملکردهای خود ترمیم را برای بهبود قابلیت اطمینان و عمر خدمات DAMPERS درک کنند.
(ب) کارآیی
کارآیی یکی دیگر از روند مهم در توسعه میراگرها است. با بهبود مستمر الزامات کنترل لرزش در حوزه مهندسی ، میراثرها لازم است که از راندمان میرایی بالاتر و ظرفیت اتلاف انرژی برخوردار باشند. در آینده ، Dampers رسانه های جدید میرایی و طرح های ساختاری را برای بهبود کارایی میرایی و ظرفیت اتلاف انرژی اتخاذ می کند. به عنوان مثال ، استفاده از رسانه های میرایی جدید مانند نانومواد ، مایعات مغناطیسی و مایعات الکترولوئولوژیکی می توانند به تنظیم سریع نیروی میرایی و اتلاف انرژی کارآمد دست یابند.
(iii) سبک وزن
سبک وزن یک جهت مهم برای توسعه Dampers است. با افزایش نیازهای سبک وزن در هوافضا ، خودرو و سایر زمینه ها ، میراگرها نیاز به حجم و وزن کمتری دارند. در آینده ، Dampers برای دستیابی به سبک وزن ، مواد جدید و طرح های ساختاری را اتخاذ می کند. به عنوان مثال ، استفاده از مواد سبک مانند آلیاژ آلومینیوم و فیبر کربن می تواند وزن دمپر را کاهش دهد. استفاده از طراحی ساختاری جمع و جور می تواند حجم دمپر را کاهش دهد.
(IV) حفاظت از محیط زیست
حفاظت از محیط زیست یک الزام اجتناب ناپذیر برای توسعه Dampers است. با توجه به افزایش توجه جهانی به حفاظت از محیط زیست ، میراثرها برای کاهش آلودگی محیط زیست نیاز به اتخاذ رسانه های میرایی سازگار با محیط زیست و فرآیندهای تولید دارند. در آینده ، Dampers از رسانه های میرایی سازگار با محیط زیست مانند مایعات میرایی مبتنی بر آب و مایعات میرایی زیست تخریب پذیر برای جایگزینی مایعات میرایی سنتی مبتنی بر روغن استفاده می کند. و اتخاذ فرآیندهای تولید سبز برای کاهش انتشار آلاینده در طی فرآیند تولید.
به طور خلاصه ، به عنوان یک دستگاه مهم کنترل لرزش ، دمپر دارای طیف گسترده ای از برنامه های کاربردی در زمینه مهندسی مدرن است. با پیشرفت مستمر علم و فناوری و توسعه مداوم حوزه مهندسی ، دمپر در جهت اطلاعات ، کارآیی ، سبکی و حفاظت از محیط زیست توسعه می یابد و راحتی و ایمنی بیشتری را برای ساخت و زندگی مهندسی انسان به ارمغان می آورد.
