مهندسی سازه و ساخت

مهندسی سازه و ساخت

مطالعه آزمایشگاهی و تحلیل عددی میراگرهای سیلندری پر شده از ترکیب گرانول آهن و لاستیک

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان
1 دانشجوی دکتری عمران گرایش سازه، گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی شهید نیکبخت، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان، ایران
2 دانشیار سازه، گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی شهید نیکبخت، دانشگاه سیستان و بلوچستان، زاهدان، ایران
3 دانشیار سازه، پژوهشکده زلزله شناسی، تهران، ایران
10.22065/jsce.2026.574217.3916
چکیده
میراگر بررسی شده در این پژوهش شامل دو قسمت اصلی یک میله داخلی و یک سیلندر خارجی است. با به کار بردن نیروی محوری مناسب که در دو انتهای میراگر اعمال می‌شود، میله‌ی درون سیلندر، با غلبه بر اصطکاک شروع به حرکت خواهد کرد. این روند منجر به استهلاک قابل توجهی از نیروی مکانیکی می‌شود. محفظه سیلندری شکل از مواد گرانولی بازیافتی آهن و لاستیک پر شده است. هدف از ساخت این نوع میراگر اولا استهلاک انرژی جذب شده در هنگام زلزله است ثانیا بررسی حالات مختلف ترکیب گرانول‌های آهن و لاستیک درون محفظه دستگاه و تاثیر آن در جذب انرژی است. ترکیب گرانول قرار داده شده در سیلندر میراگر تاثیر بالایی در ظرفیت نهایی این میراگرها دارد. جهت ساخت میراگر گرانولی از مواد بازیافتی استفاده می‌شود که از مهم‌ترین نوآوری‌های تحقیق است. نتایج بررسی‌ها نشان می‌دهد گرانول لاستیک بازیافتی مابین گرانول آهن همانند محیط ویسکوز عمل می‌کند که باعث افزایش میرایی در میراگر می‌شود. در صورت استفاده از ترکیب گرانول‌های فولادی و لاستیکی بازیافتی، میراگر بیشتر در فشار مقاومت کرده و میتوان از آن در میراگرهای یک طرفه استفاده نمود. مقدار بهینه گرانول لاستیکی بازیافتی به مقدار 15 گرم درون محفظه ساخته شده در مقابل 575 گرم گرانول آهن است. بررسی جذب انرژی نیز نشان می‌دهد نمونه‌ی فوق دارای بیشترین مقدار جذب انرژی است. همچنین استفاده از ریزدانه‌های فولاد و لاستیک باعث می‌شود که میراگرهایی قابل تنظیم مجدد از لحاظ مقاومت و یک یا دو جهته بودن برای کارآیی متنوع ساخته شود. شایان ذکر است که در میراگرهای سیلندری پر شده از ترکیب گرانول آهن و لاستیک خرابی نمونه‌ها پس از رسیدن به بار نهایی به یکباره اتفاق می‌افتد. در نهایت با توجه به تطابق نسبتا خوب نتایج حاصل از تحلیل عددی با نتایج حاصل از مطالعه آزمایشگاهی می‌توان این الگوی عددی را جهت مطالعات آتی در نظر گرفت.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

experimental study and numerical analysis of cylindrical dampers filled with a mixture of iron and rubber granules

نویسندگان English

hadi shahabifar 1
Hamed Ghohani Arab 2
mohammad ghasem vetr 3
1 Ph.D student in civil engineering, Civil Engineering Department, Faculty of Engineering, University of Sistan and Baluchestan, Zahedan, Iran
2 Assistant Professor, Civil Engineering Department, Faculty of Engineering, University of Sistan and Baluchestan, Zahedan, Iran
3 Assistant Professor, International Institute of Seismology and Earthquake Engineering, University of Tehran, Iran
چکیده English

The cylindrical chamber is filled with recycled iron and rubber granular materials. The purpose of making this type of damper is first to dissipate the energy absorbed during an earthquake, and secondly to investigate the different combinations of iron and rubber granules inside the chamber of the device and its effect on energy absorption. The operation of these dampers is through the friction created between the piston and the granules compressed inside the cylinder. The composition of the granules placed in the damper cylinder has a high impact on the final capacity of these dampers. In this study, recycled materials are used to make granular dampers, which is one of the most important innovations of the research. The results of the studies show that the recycled rubber granules between the iron granules act like a viscous medium, which increases the damping in the damper. If a combination of steel and recycled rubber granules is used, the damper resists more pressure and can be used in one-way dampers. The optimal amount of recycled rubber granules is 15 grams in the chamber made against 575 grams of iron granules. The energy absorption study also shows that the above sample has the highest energy absorption. Also, the use of steel and rubber granules allows the manufacture of dampers that can be readjusted in terms of resistance and unidirectional or bidirectional for various efficiencies. It is worth noting that in cylindrical dampers filled with a combination of iron and rubber granules, the failure of the samples occurs all at once after reaching the final load. Finally, given the relatively good agreement between the results of the numerical analysis and the results of the laboratory study, this numerical model can be considered for future studies.

کلیدواژه‌ها English

experimental study
numerical study
damper
granule
recycled materials

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 16 تیر 1405

  • تاریخ دریافت 27 فروردین 1405
  • تاریخ بازنگری 09 تیر 1405
  • تاریخ پذیرش 16 تیر 1405