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非 線 性 液 流 阻 尼 器 行 為 分 析

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非 線 性 液 流 阻 尼 器 行 為 分 析 - PowerPoint PPT Presentation


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結構防振液流阻尼器之研發製造及應用研討會 (95.2.11). 非 線 性 液 流 阻 尼 器 行 為 分 析. 侯建元 致遠 管理學院營建管理學系. 液流阻尼器構造. 液流阻尼器行為 (I). 液流阻尼器行為 (II). FEMA 273, 耐震技術規範 :. F T = F D + F E = CV + Ku. 液流阻尼器行為 (III). 液流阻尼器行為 (IV). 液流阻尼器行為 (V). F T = F D + F E = Csgn(V) |V | n + f ( u ) .

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Presentation Transcript
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結構防振液流阻尼器之研發製造及應用研討會(95.2.11)結構防振液流阻尼器之研發製造及應用研討會(95.2.11)

非 線 性 液 流 阻 尼 器 行 為 分 析

侯建元

致遠管理學院營建管理學系

slide7

液流阻尼器行為 (V)

FT= FD+FE

= Csgn(V)|V |n + f(u)

slide8

液流阻尼器行為 (VI):試驗結果觀察

相同幾何尺寸的阻尼器:

測試頻率越高非線性及勁度效應越大

填充之矽液越濃稠非線性及勁度效應越大

相同內徑的阻尼器:

液流間隙越小非線性及勁度效應越大

slide10

流體力學基礎 (II)

力平衡條件

液體應力與應變行為

液體連續性條件

f d c v 6 p h 0 l r h 3 v

流體力學基礎(VII):填充牛頓流體的液阻器

FD = C· V

= 6ph0L (R/h)3 · V

L :活塞頭寬度

R: 活塞頭半徑

h: 液流間隙寬度

polydimethylsiloxane

矽油流變行為 (I)

CH3-[(CH3)2SiO]x-CH3

矽油的化學結構:

Polydimethylsiloxane (多二甲基矽氧化物)

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矽油流變行為 (II)

矽油分子形狀:

低剪切率

高剪切率

slide23

液阻器在考慮剪切稀化後的理論行為(III)

n 非定值:低速時剪切稀化較不嚴重,矽油接近牛頓流體, FD - V接近線性關係。高速時剪切稀化嚴重,矽油是非牛頓流體, FD – V偏離線性關係。速度越高偏離越嚴重。

--可解釋為何高頻時或間隙越小時非線性效果越大

slide24

液阻器在考慮剪切稀化後的理論行為(III)

填充之矽液越濃稠非線性效應越大的解釋

slide27

矽油黏彈性行為(II)

彈性材料:應力與應變同相

slide28

矽油黏彈性行為(III)

黏性材料:應力與應變90度相位差

slide29

矽油黏彈性行為(IV)

黏彈性材料:應力與應變有相位差

slide30

矽油黏彈性行為(V)

黏彈性材料的Maxwell 模型:

slide31

液阻器在考慮矽油黏彈性及剪切稀化的理論行為(I)液阻器在考慮矽油黏彈性及剪切稀化的理論行為(I)

slide32

液阻器在考慮矽油黏彈性及剪切稀化的理論行為(II)液阻器在考慮矽油黏彈性及剪切稀化的理論行為(II)

slide37

填充牛頓流體的鑽孔型液阻器行為

FD = C· V

= 8ph0L (R/r)4 · V / m

L :活塞頭寬度

R: 活塞頭半徑

r: 圓孔半徑

m: 圓孔數

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填充矽油的鑽孔型液阻器行為

FT= FD+FE

= Csgn(V)|V |n + f(u)

n > 1

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結 論

液體阻尼器的非線性行為係因矽油在液流孔內變稀,n 的最小理論值約為0.2。

液體阻尼器的勁度行為係因矽油的黏彈

性行為所引起且其勁度並非定值。