مقايسه ي شاخص هاي رفتار ميراگر فلزي آكارديوني توخالي و پر شده با فوم پليمري در بارگذاري محوري رفت و برگشتي

Comparison of Accordion Metallic Dampers with Filled Accordion Metallic Dampers Using Polymeric Foam under Axial Cyclic Loading

در چند دهه گذشته تحقيقات بسياري در زمينه قطعات الحاقي مستهلك كننده انرژي به ويژه ميراگرهاي فلزي پسماند انجام شده و نمونه هاي متنوعي از آن با قابليتهاي مختلف توسعه يافته است. در ساليان اخير استفاده از كمانش آكارديوني سيستمهاي جدار نازك لوله اي نظر پژوهشگران را جلب كرده و به توسعه ي ميراگر فلزي آكارديوني منجر شده است. در اين مقاله پس از معرفي ميراگر فلزي آكارديوني پر شده، شاخص هاي رفتار ميراگر پر شده و توخالي براي بارگذاري محوري چرخه اي مطالعه و مقايسه شده است. بدين منظور ابتدا به روشي تحليلي اجزاي محدود، مشخصات تقريبي پليمر پركننده موثر تعيين و سپس چهار نمونه آزمايشگاهي شامل دو نمونه ميراگر پر شده با نوع خاصي فوم پليمريك و دو نمونه ي ميراگر توخالي متناظر با آنها، با استفاده از جك هيدروليكي كشش و فشار آزمايش شده است. سپس تاثير پرشوندگي ميراگر با فوم بر برخي از مهمترين شاخصهاي رفتار تعيين و سعي شده از اين روش به منظور پايداري و بهبود رفتار ميراگر استفاده شود. اين مطالعه نشان مي دهد كه استفاده از ماده پركننده متناسب در داخل ميراگر، روشي مناسب به منظور افزايش برخي شاخص هاي رفتاري ميراگر مانند تعداد چرخه ي قابل تحمل، ميزان جذب انرژي و همچنين ظرفيت خميري كشش و فشار ميراگر بوده و اثر اندركنش بين فوم و جدار آكارديوني در افزايش جذب انرژي و افزايش ظرفيت خميري سيستم به ويژه براي نمونه هاي جدار نازك آكارديوني با ظرفيت باربري پايين، چشمگير است.

During the last decades, many researches have been carried out on development of supplemental passive energy absorption devices especially hysteretic metallic dampers and different types of them with different capacities and potentials have been developed. The idea of buckling of thin-walled tubes and the use of this property was led to develop an accordion metallic damper (AMD) [Motamedi, Nateghi-Alahi-2007]. This damper utilizes the capability of accordion thin-walled tube for excitation of axisymmetric concertina buckling mode as a damping mechanism which in turn increases the amount of dissipated energy. In this paper filled accordion metallic damper (FAMD) is suggested and analytically and experimentally the behavior of AMDʹs and FAMDʹs under axial cyclic loading are investigated and compared. For this purpose, Firstly analytical studies based on Finite element method and nonlinear dynamic analysis was performed on FAMDʹs for the determination of the approximate preliminary specifications of different polymers for potential use. After specifying the preliminary material properties, 4 specimens include 2 FAMDʹs filled by polymeric foam and 2 AMDʹs were subjected to dynamic tension and compression actuator and the effect of filling AMDʹs by this polymeric foam on the some of important specifications of damper studied and try to use this method for improving and developing of AMDʹs. Based on the results obtained using the appropriate filling inside the AMDʹs is a suitable technique for the purpose of improvement the some of important specifications such as the number of cycles before failure, amount of dissipated energy and plastic capacity. The effect of interaction between foam and accordion thin walled tubes play an important role for this purpose especially in low capacity AMDʹs.