دسته‌بندی نشده

انواع میراکننده و نقش آنها در ساختمان

انواع میرا کننده ها

در مهندسی عمران دست یابی به سازه‌های مستحکمی که در مقابل نیروهای طبیعی مقاومت داشته باشند یک تلاش همیشگی بوده است. هر چه دانش بشر در مورد طبیعت بیشتر شده است و تکنولوژی بیشتر پیشرفت کرده است راه حل‌های نوینی برای انجام این مقاوم سازی معرفی شده‌اند. این روش‌های نوین هستند که باعث شده‌اند در حال حاضر با به کارگیری آن‌ها شهرهای بزرگ و پرتراکمی در تمام دنیا به وجود بیایند. یکی از این روش‌های پایدارسازی ساختمان‌ها در مقابل نیروهای طبیعی استفاده از میراکننده‌ها (Dampers) هستند. در این مقاله انواع آن‌ها را معرفی می‌کنیم و به تشریح چگونگی کارکرد آن‌ها می‌پردازیم.

میراکننده (Damper) چیست؟

در مهندسی عمران میراکننده‌ها ادواتی هستند که بر اساس اصول علم مکانیک و به طور هوشمندانه طراحی شده‌اند تا در مقابل نیروهای طبیعی مضر برای ساختمان مقاومت کنند. همان طور که از نام آن‌ها مشخص است این قطعات توانایی از بین بردن و تلف کردن انرژی نیروهای طبیعی مخرب را دارند. این عمل در میرا کننده‌های مختلف به شکل‌های متفاوتی انجام می‌شوند، اما در نهایت عملکرد تمام انواع آن‌ها جذب انرژی تخریب کننده و تبدیل آن به شکل‌های دیگر انرژی است به طوری که برای ساختمان مشکلی پیش نیاید.

انواع میر

به طور کلی میراکننده‌ها به دو دسته میراکننده‌های فعال (Active Dampers) و میراکننده‌های غیرفعال (Passive Dampers) تقسیم می‌شوند. البته به ندرت در بعضی منابع از میراکننده‌هایی به نام میراکننده‌های نیمه فعال نیز صحبت می‌شود که به علت رایچ نبودن در این مقاله تنها به تقسیم بندی میراکننده‌ها در دو دسته فعال و غیرفعال می‌پردازیم. لازم به ذکر است که میراکننده‌های نیمه فعال ساختمان اساسا متفاوتی ندارند و عملکرد آن‌ها تلفیق عملکرد میراکننده‌های فعال و غیرفعال می‌باشند.

میراکننده‌های غیر فعال

میراکننده‌های غیرفعال میراکننده‌هایی هستند که بدون نیاز به یک تولید کننده نیرو و یا سیستم کنترلی کار می‌کنند. این نوع میراکننده‌ها برای عملکرد خود نیاز به منبع انرژی ندارند. این نوع میراکننده‌ها بر اساس اصول اصطکاک مکانیکی، گران روی (Viscosity) سیال یا اثر لختی یک جرم تنظیم شده و مواردی مشابه این‌ها عمل می‌کنند. این نوع میراکننده‌ها در مقابل میراکننده‌های فعال ساختمان ساده‌تری دارند و مقرون به صرفه‌تر هستند. در مقابل عملکرد آن‌ها به دقت و کارایی میراکننده‌های فعال نیستند. عکس‌العمل این نوع میراکننده‌ها در لحظه نمی‌باشد و تنها در صورت وجود نیروهای خارجی از خود عکس‌العمل نشان می‌دهند. با این وجود عملکرد این میراکننده‌ها می‌تواند بسیار موثر باشد و نقش بزرگی در حفظ ثبات و پایداری ساختمان داشته باشد.

میراکننده‌های فعال

میراکننده‌های فعال به نسبت میراکننده‌های غیرفعال ساختمانی به مراتب پیچیده‌تری دارند. متعاقبا هزینه به کارگیری این نوع میراکننده‌ها نیز بیشتر از میراکننده‌های غیرفعال هستند. در این نوع میراکننده‌ها ممکن است انواع سنسورها، محرک‌ها و تولیدکننده‌های نیروی مختلف و سیستم‌های کنترل الکترونیکی به کار رفته باشند. در این نوع میراکننده‌ها، قطعه میراکننده بسته به شرایط مکانیکی سازه، به آن نیرو وارد می‌کند. این نیروها، نیروهایی نیستد که به صورت طبیعی به عنوان عکس‌العمل به سازه وارد شوند، بلکه نیروهایی هستند که توسط محرک‌ها و بازوهای تولید نیرو ایجاد می‌شوند. در صورت عملکرد مناسب میراکننده فعال نیروهای ایجاد شده توسط میراکننده کمک شایانی در جهت ایجاد ثبات سازه انجام خواهد داد. معمولا در سیستم کنترل میراکننده‌های فعال به صورت لحظه‌ای و مداوم، توسط سنسورهای مختلف رفتار دینامیکی سازه تحلیل و پردازش می‌شود و بر اساس نتایج این پردازش نیروهایی توسط محرک‌ها تولید شده و به بدنه سازه وارد می‌شوند. این نیروها به گونه‌ای محاسبه و به سازه وارد می‌شوند که از سازه در مقابل نیروهای طبیعی مخرب محافظت کنند. میراکننده‌های فعال عملکردی دقیق‌تر و موثرتر دارند و معمولا در ساختمان‌های بزرگ‌تر و پراهمیت‌تر به کار می‌روند.

انواع میراکننده‌های غیرفعال

هر نوع میراکننده خصوصیات منحصر به فرد خود را دارد که بسته به نوع کاربرد مورد استفاده قرار می‌گیرد. میراکننده‌های غیرفعال انواع بسیار فراوانی دارند که تعدادی از آن‌ها را به شرح زیر معرفی می‌کنیم.

میراکننده‌های ویسکوزی (Viscous Dampers)

در این میراکننده‌ها از یک سیال (معمولا نوعی روغن) با گران روی مشخص برای اتلاف انرژی استفاده می‌شود. در این میراکننده‌ها معمولا سیلندری حاوی روغن وجود دارد که در درون آن پیستونی امکان جابجایی دارد. در اثر وارد شدن نیروهای بیرونی به پیستون، پیستون درون روغن حرکت داده می‌شود. گران روی روغن اجازه حرکت آسان را نمی‌دهد و این گران روی باعث اتلاف انرژی وارد شده به پیستون می‌گردد. در واقع در این میراکننده‌ها انرژی جنبشی وارد شده به پیستون به گرما تبدیل می‌شود که این گرما در روغن و بدنه پیستون و سیلندر ظاهر می‌شود.

میراکننده‌های ویسکوزی در ساختمان‌های بلند، پل‌ها و دیگر انواع سازه‌ها برای کاهش ارتعاشات ناشی از باد و کاهش عکس‌العمل لرزه‌ای سازه در زمان زلزله و ایجاد راحتی و آسودگی بیشتر برای ساکنین استفاده می‌شوند. این نوع میراکننده‌ها برای جذب ارتعاشات با فرکانس بالا نیز موثر هستند (عملکرد جذب فرکانسی این نوع میراکننده‌ها به ساختمان آن‌ها و نوع روغن مورد استفاده بستگی دارد. درک عملکرد دقیق میراکننده نیازمند محاسبات فیزیکی می‌باشد که خارج از مورد بحث این مقاله است).

نمونه ویراکننده ویسکوزی
نمونه یک ویراکننده ویسکوزی

میراکننده‌های اصطکاکی (Friction Dampers)

در میراکننده‌های اصطکاکی انرژی خارجی وارد شده از طریق اصطکاک بین سطوح متحرک تلف می‌شود. این میراکننده‌ها از عناصر لغزنده و یا اجزای گرداننده تشکیل شده‌اند که در هنگام قرار گرفتن در معرض حرکت اصطکاک ایجاد می‌کنند. در اثر اصطکاک بین سطوح انرژی جنبشی خارجی به گرما تبدیل می‌شود و ارتعاشات ایجاد شده در سازه کاهش می‌یابد. در این نوع میراکننده معمولا از موادی استفاده می‌شود که در اثر سایش مقاومت خوبی داشته باشند و بتوانند نیروی اصطکاک خود را تا زمان زیادی حفظ کنند.

میراکننده‌های اصطکاکی در بسیاری از کاربردها قابل استفاده هستند. این میراکننده‌ها علاوه بر ساختمان‌ها در پل‌ها و سازه‌های دیگر برای مقاوم سازی در مقابل نیروی ناشی از باد و کاهش ارتعاشات به کار می‌روند. این نوع میراکننده‌ها حتی برای کاهش نوسانات ناشی از ماشین آلات سنگین نیز می‌توانند به کار روند.

میراکننده اصطکاکی
میرا کننده اصطکاکی

میراکننده‌های جرمی تنظیم شده (Tuned Mass Dampers or TMD)

میراکننده‌های جرمی تنظیم شده، از یک یا چند جرم تشکیل شده‌اند که توسط فنر‌ها و یا دمپرهایی به سازه اصلی متصل می‌شوند. مجموعه جرم و فنر قابلیت نوسان در فرکانس خاصی را دارد. هنگامی که سازه در اثر نیروی خارجی ارتعاش می‌کند، جرم نیز نوسان می‌کند اما این نوسان خارج از فرکانس و فاز نوسان سازه اصلی است. در نتیجه انرژی ارتعاشات سازه را تلف می‌کند. این انرژی در فنر و دمپرهای میراکننده جرمی به گرما تبدیل می‌شود.

از میراکننده‌های جرمی تنظیم شده در ساختمان‌های مرتفع و پل‌های و سازه‌هایی که مستعد ارتعاش در اثر وزش باد هستند استفاده می‌شود. همچنین این نوع میراکننده عملکرد مناسبی برای حفظ سازه در زمان وقوع زلزله و پایداری در مقابل نیروهای لرزه‌ای دارد.

میراکننده TMD
میرا کننده تی ام دی

میراکننده‌های مایع تنظیم شده (Tuned Liquid Dampers or TLD)

در میراکننده‌های مایع تنظیم شده از حرکت آزادانه یک مایع در یک محفظه برای از بین بردن و تلف کردن نیروهای خارجی مخرب استفاده می‌شود. در این نوع میراکننده‌ها مجموعه مایع و محفظه به گونه‌ای طراحی شده‌اند که بتواند در فرکانسی خاص نوسان کنند. این فرکانس با فرکانس نوسان و ارتعاش سازه متفاوت است. در نتیجه در زمان ایجاد نوسان در سازه اصلی نوسانات با فرکانس متفاوت مایع در محفظه خود باعث اتلاف انرژی ارتعاش سازه اصلی می‌شود.

این نوع میراکننده‌ها مخصوصا در ساختمان‌های مرتفع بسیار به کار می‌روند. با به کارگیری این نوع میراکننده در طبقات فوقانی یک ساختمان می‌توان این ساختمان را به شکل موثری در مقابل ارتعاشات مقاوم کرد. همچنین این نوع میرا کننده در مقابل ارتعاشات لرزه‌ای و نوسان‌های فرکانس پایین بسیار کارآمد است.

میراکننده tld

میراکننده‌های مایع روان (Fluid Viscous Dampers)

این میراکننده از معابری برای عبور و حرکت یک مایع در آن‌ها ساخته می‌شود. در زمان اعمال نیروهای خارجی مایع می‌تواند در این معابر به راحتی حرکت کند. به واسطه گران روی مایع به کار رفته، در زمان حرکت مایع انرژی نیروهای خارجی تلف می‌شود. در اثر حرکت مایع انرژی جنبشی عوامل نامطلوب خارجی به گرما تبدیل می‌شود و از بین می‌رود.

این نوع میراکننده‌ها نیز می‌توانند در انواع سازه‌ها و ساختمان‌ها به کار روند. بسته به طراحی، این نوع میراکننده‌ها می‌توانند مقاوم سازی را در گستره وسیعی از فرکانس‌های ارتعاش ایجاد کنند.

انواع میراکننده‌های فعال

میراکننده‌های فعال معمولا دارای ساختاری پیچیده هستند که شامل سنسورها، بازوهای محرک و سیستم‌های کنترل کننده‌اند. این میراکننده‌ها قابلیت تطابق سریع با شرایط هر لحظه را دارند و در نتیجه پایداری بسیار باکیفیت‌تری را ارائه می‌دهند. در این قسمت چند نوع مختلف از انواع میراکننده‌های فعال را معرفی می‌کنیم.

میراکننده‌های الکترومغناطیسی (Electromagnetic Dampers)

میراکننده‌های الکترومغناطیسی از میدان‌های مغناطیسی که توسط جریان الکتریکی ایجاد می‌شود برای کنترل نیروهای خارجی استفاده می‌کنند. در این میراکننده‌های از آهن رباهای الکتریکی و مواد فرومغناطیس استفاده می‌شود. با تغییر جریان سیم پیچ مغناطیسی میزان میدان مغناطیسی تولید شده توسط آهن ربای مغناطیسی تغییر می‌کند و در نتیجه نیروی بین آهن ربا و مواد فرومغناطیس قابل تغییر است. این نیرویی که با کنترل جریان سیم پیچ مغناطیسی قابل کنترل است برای مقابله با ارتعاشات ناشی از نیروهای خارجی مخرب مورد استفاده قرار می‌گیرد. میراکننده‌های مغناطیسی نیاز به یک منبع انرژی الکتریکی دارد و برای حفظ پایداری سازه انرژی مصرف می‌کند.

کاربرد این نوع میراکننده‌ها گسترده است و در بسیاری از سازه‌های مختلف قابل استفاده‌اند. در ساختمان‌ها، پل‌ها و سازه‌هایی که لازم است در مقابل نیروی باد، لرزه‌های ناشی از زلزله و یا حتی ارتعاشات تولید شده توسط ماشین آلات پایداری داشته باشند می‌توان از این نوع میراکننده استفاده کرد. این نوع میراکننده علاوه بر مهندسی عمران در صنایع دیگری مانند صنایع خودرو و یا صنایع نظامی نیز کاربرد فراوان دارد.

میراکننده‌های هیدرولیکی (Hydraulic Dampers)

در میراکننده‌های هیدرولیکی از روغن هیدرولیک برای ایجاد نیرو در سیلندرها و بازوهای هیدرولیکی استفاده می‌شود. فشار روغن در این بازوها و سیلندرهایی که داخل خود دارای پیستون هستند توسط شیرهای هیدرولیکی کنترل می‌شوند. این شیرها که بر اساس یک سیستم کنترل عمل می‌کنند می‌توانند میزان مقاومت و نیروی مخالفت کننده بازوها و سلیندر و پیستون هیدورلیک را کنترل کنند.

این نوع میراکننده که استفاده گسترده‌ای در انواع سازه دارد می‌تواند کنترل کننده سازه در مقابل طیف وسیعی از فرکانس‌های ارتعاشی باشد. در بعضی از ساختمان‌ها در درون برخی از دیوارهای ساختمان از این نوع میراکننده استفاده می‌کنند. این نوع میراکننده استفاده بسیار گسترده‌ای در سیستم تعلیق خودروها نیاز دارند و یکی از پرکاربردترین میراکننده‌ها در صنایع به حساب می‌آید.

میراکننده‌های پیزوالکتریک (Piezoelectric Dampers)

میراکننده پیزو الکتریک یک نوآوری جدید است که از اثر پیزوالکتریک در کنترل نیروی پایدار کننده در ساختمان‌ها و سازه‌ها استفاده می‌کند. این میراکننده‌ها دارای مواد پیزوالکتریک هستند که خصوصیت جالبی را از خود نشان می‌دهند. مواد پیزوالکتریک می‌توانند انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی و بالعکس انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی تبدیل کنند. مواد پیزوالکتریک هنگامی که تحت فشار مکانیکی قرار می‌گیرند می‌توانند بار الکتریکی ایجاد کنند. زمانی که این مواد تحت فشار خارجی قرار می‌گیرند تغییر شکل پیدا می‌کنند و به واسطه ویژگی خاصی که دارند این تغییر شکل باعث تولید اختلاف پتانسیل الکتریکی در دو سر این ماده می‌شود. حال اگر این ماده پیزوالکتریک در دو سر خود به ولتاژی متصل شود، این ولتاژ باعث تغییر شکل آن شده و در صورتی که در موقعیت مکانیکی مشخصی قرار داده شده باشد می‌تواند تولید نیرو و فشار کند.

میراکننده‌های پیزوالکتریک می‌توانند در ساختمان‌های بلند، پل‌ها، زیرساخت‌های عمران و … استفاده شوند. این عناصر همچنین می‌توانند در سازه‌های بزرگ که نگه دارنده تجهیزات صنعتی هستند نیز به کار روند و کمک بزرگی به پایداری آن سازه در مقابل ارتعاشات حاصل از انواع نیروهای خارجی کنند. پاسخ میراکننده‌های پیزوالکتریک به تغییرات مکانیکی بسیار سریع است و در نتیجه می‌تواند ارائه دهنده کنترل لحظه‌ای باشد. علاوه بر این میراکننده‌های پیزوالکتریک به لحاظ مصرف انرژی بسیار مناسب هستند و مصرف انرژی بسیار پایینی دارند. علاوه بر این ویژگی‌ها میراکننده‌های پیزوالکتریک نسبت به دیگر میراکننده‌های فعال از اجزای کمتر و ساده‌تری تشکیل شده‌اند و در نتیجه نصب آنها ساده‌تر است. البته در سازه‌های عظیم که نیاز به نیروهای پایدار کننده در دامنه حرکتی زیاد است شاید نتوان از این نوع میراکنند استفاده کرد. چرا که به خاطر تغییر شکل اندک مواد پیزوالکتریک دامنه حرکتی این مواد می‌توانند برای کاربرد خواسته شده کافی نباشند.

میراکننده‌های مگنورئولوژیکی (Magnetorheological or MR Dampers)

میراکننده‌های مگنورئولوژیکی، ادواتی با ساختمانی پیچیده هستند. میراکننده‌های مگنورئولوژیکی برای به صورت فعال کنترل کردن نیروهای پایدار کننده در سازه، از سیال‌های مگنورئولوژیکی استفاده می‌کنند. میراکننده‌های مگنورئولوژیکی بر اساس اثر مگنورئولوژیکی عمل می‌کند. اثر مگنورئولوژیکی توانایی تغییر خصوصیات رئولوژیکی (گران روی و رفتار جریانی سیال) توسط میدان مغناطیسی اعمال شده به آن می‌باشد. جزء کلیدی در میراکننده‌های مگنورئولوژیکی، سیال مگنورئولوژیک است. سیال مگنورئولوژیک سیالی شامل ذرات مغناطیسی در اندازه‌های از مرتبه میکرون است. این ذرات معلق در یک سیال حامل (مانند آب یا روغن) است. زمانی که یک میدان مغناطیسی خارجی به یک سیال مگنورئولوژیک اعمال می‌شود، ذرات مغناطیسی درون سیال در راستای میدان مغناطیسی قرار می‌گیرند که باعث افزایش چشم‌گیر در گران روی سیال می‌شود. افزایش گران روی سیال منجر به افزایش نیروی مخالفت کننده می‌شود و به میراکننده‌های مگنورئولوژیکی اجازه می‌دهد بتوانند به صورت فعال انرژی ارتعاشات را از بین ببرند. با اعمال میدان مغناطیسی در جهات و اندازه‌های مختلف می‌توان بر روی گران روی سیال کنترل داشت. کنترل گران روی سیال خود منجر به کنترل نیروهای پایدار کننده سازه و تلف کننده انرژی ارتعاشات ناشی از نیروهای خارجی می‌شود.

میراکننده‌های مگنورئولوژیکی ارائه دهنده خصوصیات مکانیکی است که باعث می‌شود این تجهیزات قابل استفاده در کاربردهای مختلف باشد. کنترل سریع و لحظه ای، توانایی ایجاد پایداری در گستره فرکانسی وسیع و مصرف انرژی اندک و کارآمد از خصوصیات مثبت این نوع میراکننده است. لازم به بیان است که این نوع میراکننده یک عنصر مدرن با تکنولوژی بالا به حساب می‌آید، بنابراین طبیعی است که استفاده از آن نسبت به انواع معمول‌تر میراکننده کمتر دیده شود. در صنایع خودروسازی نوین نیز از این نوع میراکننده استفاده می‌شود.

میرا کننده رئولوژیکی

میراکننده‌های جرم تنظیم شده فعال (ATMD)

میراکننده‌های جرم تنظیم شده فعال ماننده میراکننده‌های جرم تنظیم شده از یک یا چند جرم تشکیل شده‌اند که به همراه فنر و دمپرهایی به سازه اصلی متصل می‌شوند. تنها تفاوت این نوع میراکننده‌ها با میراکننده‌های جرم تنظیم شده وجود اجزایی است که می‌توانند به صورت فعال در تعادل مکانیکی دخالت کنند. در این نوع میراکننده سنسورهایی وجود دارند که وضعیت مکانیکی سازه را به صورت لحظه‌ای به سیستم کنترلی انتقال می‌دهند. سیستم کنترلی بر اساس سیگنال‌های دریافتی از این سنسورها بازوهای محرکی را فعال کرده و نیروهایی در خلاف نیروهای ایجاد کننده نوسان در سازه اصلی تولید می‌کند. به این ترتیب پایداری سازه اصلی به شکل بهتر و موثرتری ایجاد می‌شود.

این نوع میراکننده میراکننده‌ای مناسب برای ساختمان‌های بزرگ در مقابل نیروهای باد و زلزله است. با این وجود امکان استفاده از این نوع میراکننده در سازه‌های مختلف دیگر نیز امکان‌پذیر است. مانند دیگر میراکننده‌های فعال، ارائه کنترل لحظه ای، کاربردهای فراوان و مصرف انرژی اندک از مشخصات این نوع میراکننده است. لازم به ذکر است که بسته به کارایی که این نوع میراکننده ارائه می‌دهد به نسبت دیگر میراکننده‌های فعال این میراکننده اساس کار ساده‌تری دارد. این نوع میراکننده به شکل فراوانی در صنایع خودرو، صنایع نظامی و صنایع پزشکی استفاده می‌شود.

اجزای میراکننده‌های فعال

همان طور که بیان شد انواع مختلف میراکننده‌های فعال ساختمان‌های متفاوتی دارند. با این وجود اساس کار آن‌ها شباهت‌های زیادی با هم دارند. بنابراین در این قسمت اجزایی که در تمام این میراکننده‌ها مشترک هستند را بیان و عملکرد هر یک را توضیح می‌دهیم.

سنسورها

در میراکننده‌های فعال، میراکننده به صورتی فعال در رفتار مکانیکی سازه دخالت می‌کند تا جابجایی‌ها و ارتعاشات مخرب آن را کاهش دهد. این دخالت توسط میراکننده فعال با پردازش لحظه‌ای شرایط مکانیکی آن لحظه و به وجود آوردن نیروهای مخالف برای کنترل بهینه سازه است. برای درک شرایط لحظه‌ای سازه میراکننده نیاز به ادواتی دارد که وضعیت مکانیکی سازه را به صورت سیگنال‌های الکتریکی درآورد تا با پردازش این سیگنال‌ها بتوان سیگنال‌های مناسبی خروجی را ایجاد کرد. در اکثر میراکننده‌های فعال این قطعات سنسورها هستند. سنسورهایی از قبیل سنسور شتاب سنج، سنسور جابجایی، سنسور نیرو و سنسور فشار. البته در میراکننده‌های پیزوالکتریک خود ماده پیزوالکتریک نقش سنسور را بازی می‌کند و فشارهای مکانیکی را به صورت سیگنال الکتریکی در می‌آورد. 

مدارهای الکترونیکی

سیگنال‌های الکتریکی تولید شده توسط سنسورها قبل از پردازش نیاز دارند تا به شکل و قالب مناسب درآیند (توضیحات دقیق‌تر شامل بیان مفاهیمی از مهندسی برق است که خارج از موضوع بحث این مقاله می‌باشد). همچنین سیگنال‌های برگشتی از سیستم کنترل نیز قبل از اعمال به مبدل سیگنال الکتریکی به نیروی مکانیکی باید به شکل مناسب درآیند. در نتیجه وجود مدارات الکترونیکی که این کار را انجام دهند ضروری است. این مدارات الکترونیکی شامل تقویت کننده‌ها، فیلترها و تطبیق دهنده‌های امپدانس می‌شوند.

سیستم کنترل

عمل میراکنندگی به صورت فعال در واقع در سیستم کنترل صورت می‌گیرد. سیستم کنترل هر میراکننده فعالی دارای یک پردازنده است که سیگنال‌های لحظه‌ای که از سنسورها خارج می‌شوند را پردازش می‌کند. پردازنده‌ها بسیار سریع هستند و می‌توانند رفتار مکانیکی سازه را صدها و یا هزاران بار در ثانیه تحلیل نمایند. این تحلیل بر اساس اصول علم مکانیک صورت می‌گیرد. پردازنده بر اساس برنامه‌ای که بر اساس قوانین مکانیک در آن ضبط شده است سیگنال‌های ورودی را پردازش می‌کند و سیگنال‌هایی که باید به خارج اعمال کند را محاسبه می‌کند. در واقع می‌توان با تغییر برنامه پردازش سیستم کنترلی یک میراکننده فعال رفتار پایدار سازی آن را تغییر داد (البته اگر در سیستم کنترل یک میراکننده چنین قابلیتی تعبیه شده باشد). سیگنال‌های خروجی توسط سیستم کنترل به گونه‌ای تولید می‌شود که بتواند بهترین وضعیت پایداری را برای سازه ایجاد کند.

مبدل سیگنال الکتریکی به نیروی مکانیکی

برای پایدارسازی یک سازه، سیگنال‌های خروجی سیستم کنترل میراکننده باید به صورت مکانیکی نمود پیدا کند. در نتیجه یک میراکننده فعال نیاز به ادواتی دارد که بتواند بر اساس این سیگنال‌ها نیروهای مکانیکی تولید کند. در نتیجه در میراکننده‌های فعال ادواتی مانند بازوهای محرک الکترومغناطیسی، بازوهای هیدرولیکی، موتورهای الکتریکی و یا ادواتی مشابه آن ها وجود دارند. این ادوات بر اساس سیگنال‌های سیستم کنترل نیروهایی به سازه وارد می‌کنند که تلف کننده انرژی مخرب نیروهای خارجی هستند. در نتیجه ارتعاش یا جابجایی نامطلوب از بین می‌رود. لازم به ذکر است که در میراکننده پیزوالکتریک خود ماده پیزوالکتریک می‌تواند این کار را انجام دهد. همان طور که گفته شد این ماده تحت اعمال سیگنال‌های الکتریکی تغییر شکل پیدا می‌کند و می‌تواند تولید کننده نیروی مکانیکی باشد. در میراکننده‌های مگنورئولوژیکی این مساله توسط تغییر خصوصیات گران روی و جریان یابی سیال صورت می‌گیرد. البته این مساله به هر شکلی که انجام شود از مفهوم و اساس مشابهی پیروی می‌کند و آن هم کاهش نیروهای مخرب و اتلاف انرژی آن‌ها است.

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *