非線性液流阻尼器行為分析.ppt

非 線 性 液 流 阻 尼 器 行 為 分 析 液流阻尼器構造 FEMA 273, 耐震技術規範: FT = FD + FE = CV + Ku 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 FD = C ? V = 6ph0L (R/h)3 ? V 矽油的化學結構 : Polydimethylsiloxane (多二甲基矽氧化物) 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(II) 勁度力之分離(I) FT = FD + FE * * 侯建元 致遠管理學院營建管理學系 結構防振液流阻尼器之研發製造及應用研討會(95.2.11) 液流阻尼器行為(I) 液流阻尼器行為 (II) 液流阻尼器行為 (III) 液流阻尼器行為 (IV) FT = FD + FE = Csgn(V)|V |n + f(u) 液流阻尼器行為 (V) 液流阻尼器行為 (VI): 試驗結果觀察 流體力學基礎 (I) 力平衡條件 液體應力與應變行為 液體連續性條件 流體力學基礎 (II) 流體力學基礎 (III): 液體行為 流體力學基礎(IV):液體應力與應變行為 牛頓流體: 流體力學基礎(V):牛頓流體 流體力學基礎(VI):剪切率 L :活塞頭寬度 R: 活塞頭半徑 h: 液流間隙寬度 流體力學基礎(VII):填充牛頓流體的液阻器 矽油流變行為 (I) CH3-[(CH3)2SiO]x-CH3 低剪切率 高剪切率 矽油分子形狀: 矽油流變行為 (II) 矽油流變行為(III):剪切稀化 矽油流變行為(IV):剪切稀化 Yasuda-Carreau’s equation: 矽油流變行為(V):剪切稀化數學描述 液阻器在考慮剪切稀化後的理論行為(I) 液阻器在考慮剪切稀化後的理論行為(II) 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 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 n之最小值 矽油黏彈性行為(I) 彈性材料:應力與應變同相 矽油黏彈性行為(II) 黏性材料:應力與應變90度相位差 矽油黏彈性行為(III) 黏彈性材料:應力與應變有相位差 矽油黏彈性行為(IV) 黏彈性材料的Maxwell 模型: 矽油黏彈性行為(V) *