El amortiguador viscoelástico principal, un tipo deAmortiguador híbrido de metal (MHD), es un dispositivo avanzado de disipación de energía y desorden de vibración que combina las características de disipación de energía plástica del plomo con las propiedades de disipación de energía viscoelástica de los materiales viscoelásticos. Puede absorber y disipar efectivamente la energía cuando las estructuras están sujetas a cargas dinámicas, reduciendo significativamente las respuestas de vibración estructural y mejorando la seguridad y la estabilidad de las estructuras. Se usa ampliamente en varios campos, como estructuras de edificios, ingeniería de puentes, equipos mecánicos y aeroespaciales, proporcionando una protección confiable contra desastres naturales como terremotos y cargas de viento, así como vibraciones generadas por la operación del equipo.

Generalmente se instala en posiciones donde puede ocurrir una deformación relativa, como aparatos ortopédicos diagonales, aparatos ortopédicos de galón, juntas de columna de haz, acordes inferiores de armadura o entre edificios adyacentes. Cuando se produce un desplazamiento entre pistas en la estructura, el amortiguador viscoelástico produce deformación histérica de corte para disipar la energía de vibración de entrada y reducir la respuesta de vibración estructural.

1. Componente de núcleo de plomo: Hecho de aleación de plomo de alta pureza, el núcleo principal juega un papel central en la disipación de energía dentro del amortiguador. Tiene propiedades únicas, como alta densidad, bajo punto de fusión, alta plasticidad, baja resistencia y fuerte capacidad de lubricación. Bajo las fuerzas externas causadas por la vibración estructural, el núcleo de plomo es propenso a la deformación plástica, absorbiendo una gran cantidad de energía de entrada externa a través de este proceso. Además, con su función de recristalización dinámica, no acumula daño plástico durante las deformaciones repetidas, manteniendo la eficiencia de disipación de energía sostenible y estable.
2. Capa de material viscoelástico: Compuesto de materiales viscoelásticos poliméricos con una fórmula especial, este material tiene excelentes propiedades duales de viscosidad y elasticidad. Cuando el amortiguador está en funcionamiento, el material viscoelástico sufre deformación histérica de corte con la vibración de la estructura. Las cadenas moleculares dentro del material se frotan y se deslizan entre sí, convirtiendo eficientemente la energía mecánica en energía térmica para lograr la disipación de energía. Mientras tanto, el material viscoelástico también coordina y restringe la deformación del núcleo de plomo, asegurando la estabilidad general del rendimiento del amortiguador.
3. Cuerpo y conectores: El cuerpo resistente encapsula y protege el núcleo de plomo y el material viscoelástico de la erosión ambiental externa y el daño físico. Los conectores son responsables de instalar firmemente el amortiguador en la estructura objetivo, asegurando una transferencia de fuerza efectiva entre el amortiguador y la estructura, y garantizar el funcionamiento normal del amortiguador en diversas condiciones de trabajo.

1, mecanismo de disipación de energía del núcleo del plomo:

Cuando la estructura se somete a excitación de vibración, y las fuerzas externas generadas se transmiten al amortiguador viscoelástico de plomo, el núcleo de plomo responde primero. Debido a la baja resistencia al plomo, ingresa al estado de deformación plástica bajo pequeñas fuerzas externas. Durante la deformación plástica, la estructura cristalina dentro de los portaobjetos y los reorganizados del núcleo de plomo, un proceso microscópico que consume una gran cantidad de energía, convirtiendo la energía mecánica de vibración en energía térmica dentro del núcleo de plomo para disiparse. Además, la característica de recristalización dinámica del plomo le permite restaurar rápidamente su estructura organizacional interna después de cada deformación, manteniendo un buen rendimiento de disipación de energía incluso después de múltiples deformaciones cíclicas, proporcionando soporte de disipación de energía continua y estable para la estructura.

2, mecanismo de disipación de energía de material viscoelástico:

Al mismo tiempo, la capa de material viscoelástico también juega un papel. A medida que la estructura vibra, el material viscoelástico está deformado por las fuerzas de corte. Durante la deformación, las cadenas moleculares interiores experimentan fricción interna debido a las interacciones intermoleculares y al movimiento de rizado/extensión de las cadenas moleculares en sí. Esta fricción interna convierte la energía mecánica de entrada desde el exterior en energía térmica, logrando el propósito de la disipación de energía. Además, la deformación del material viscoelástico tiene una cierta capacidad de recuperación elástica, lo que puede impulsar la estructura a restablecer en cierta medida cuando la fuerza externa de la vibración disminuye o desaparece, lo que ayuda a reducir la deformación residual de la estructura.

3, modo de trabajo colaborativo:

El núcleo de plomo y el material viscoelástico no funcionan de forma independiente, sino que se complementan entre sí sinérgicamente. Tienen una fuerte capacidad de disipación de energía, con un factor de pérdida que alcanza el 60%-70%, un área de curva de histéresis completa, capacidad de reinicio y operación estable. En la etapa inicial de la vibración estructural, el material viscoelástico, con su respuesta sensible a pequeñas deformaciones, toma el plomo en la disipación de energía, proporcionando amortiguación inicial para la estructura. A medida que la vibración se intensifica, el núcleo de plomo ingresa al estado de deformación plástica, realizando la principal tarea de disipación de energía y ejerciendo su poderosa capacidad de disipación de energía. A lo largo del proceso, el material viscoelástico restringe y regula continuamente la deformación del núcleo de plomo, lo que hace que la deformación del núcleo de plomo sea más uniforme y estable, y evitando la falla causada por la concentración de estrés local. El trabajo colaborativo de los dos permite que el amortiguador viscoelástico de plomo absorba y disipe eficientemente la energía bajo diferentes intensidades de vibración, proporcionando protección general para la estructura.

IV, características de rendimiento

1, excelente capacidad de disipación de energía:

El amortiguador viscoelástico de plomo combina las ventajas de disipación de energía dual del núcleo de plomo y el material viscoelástico, convirtiendo eficientemente la energía mecánica de la vibración estructural en la energía térmica y disipándolo bajo varias cargas dinámicas. Su capacidad de disipación de energía es mucho más alta que la de los amortiguadores tradicionales de elementos de disipación de una sola energía, reduciendo significativamente la amplitud de vibración de las estructuras bajo terremotos, vibraciones de viento y reduciendo el riesgo de daño estructural.

2, adaptabilidad de la deformación fuerte:

Ya sea que sea el gran desplazamiento que puede ocurrir en la estructura bajo acción del terremoto o la gran deformación de vibración en la operación de equipos mecánicos, el amortiguador viscoelástico de plomo puede hacerle frente. La buena capacidad de deformación plástica del núcleo de plomo y las grandes características de deformación del material viscoelástico permiten que el amortiguador funcione de manera estable dentro de un gran rango de deformación sin fallar debido a una deformación excesiva, proporcionando una fuerte garantía para la seguridad de la estructura en condiciones de trabajo extremas.

3, Excelente resistencia a la fatiga:

Verificado por numerosas pruebas y aplicaciones prácticas de ingeniería, el amortiguador viscoelástico de plomo tiene una excelente resistencia a la fatiga. Bajo cargas de vibración a largo plazo y frecuentes, la recristalización dinámica del núcleo de plomo y el rendimiento estable del material viscoelástico aseguran que el amortiguador siempre mantenga buenos efectos de disipación de energía sin degradación del rendimiento debido al daño por fatiga. Esto significa que el amortiguador tiene una larga vida útil y puede proporcionar una protección duradera y confiable para la estructura.

4, buena estabilidad de temperatura:

Dentro de un cierto rango de temperatura, el rendimiento del amortiguador viscoelástico de plomo se ve menos afectado por los cambios de temperatura. Las propiedades físicas del plomo son relativamente estables, y el material viscoelástico también está diseñado con una fórmula especial, que tiene una buena adaptabilidad de la temperatura. En general, puede funcionar normalmente en el rango de temperatura de -20 grados a 60 grados, satisfaciendo las necesidades de la mayoría de los entornos de ingeniería. Incluso en entornos con cambios de temperatura drástica, el rendimiento estable del amortiguador se puede garantizar a través de medidas de protección apropiadas.

5, contribución de rigidez moderada:

Mientras disipa la energía, el amortiguador viscoelástico de plomo también puede proporcionar una cierta rigidez adicional a la estructura. Esto ayuda a cambiar el período de vibración natural de la estructura, lo que hace que evite el rango de frecuencia principal de excitaciones externas, como terremotos y cargas de viento, reduciendo así la posibilidad de resonancia estructural. Al diseñar razonablemente la rigidez del amortiguador, las características dinámicas de la estructura se pueden optimizar, mejorando aún más el rendimiento de la resistencia sísmica y del viento de la estructura.

1, Amortiguador viscoelástico híbrido:

Este amortiguador se da cuenta de manera innovadora de una función de disipación de energía de dos etapas al establecer la brechas entre las estructuras de disipación de energía. Cuando la estructura se somete a pequeños efectos de vibración, como pequeños desplazamientos causados por terremotos moderados o cargas de viento, la estructura de disipación de energía de la primera etapa se activa primero para comenzar a absorber y disipar energía. A medida que aumenta la intensidad de la vibración, cuando la estructura encuentra grandes terremotos o grandes desplazamientos causados por los efectos de acoplamiento combinados de terreno de viento, la estructura de disipación de energía de la primera etapa empuja el potencial de disipación de energía de la segunda etapa para comenzar a funcionar, y las dos etapas de las estructuras de disipación de energía trabajan juntas el potencial de disipación de energía del amortiguador. Este mecanismo de disipación de energía en dos etapas puede adaptarse mejor a diferentes intensidades de vibración y cumplir con los requisitos de rendimiento sísmico diversificados. Además, su diseño estructural es relativamente simple, facilitando el mantenimiento e instalación.

2, amortiguador viscoelástico de núcleo múltiple:

Este amortiguador adopta un diseño de múltiples núcleos de plomo en su estructura, con los núcleos de plomo trabajando en coordinación con la capa de material viscoelástico y la capa de material rígido. La configuración de múltiples núcleos de plomo mejora efectivamente la rigidez inicial y la capacidad de disipación de energía del amortiguador, lo que le permite mantener un rendimiento de trabajo estable, con la capacidad de disipación de energía en todas las direcciones cuando se somete a deformaciones complejas de tensión, flexión y cizallamiento. El amortiguador viscoelástico de núcleo múltiple está conectado a las piezas integradas en la estructura o soporte a través de pernos, con métodos de disposición flexibles y diversos, que es conveniente para instalar en ingeniería práctica y no afectará la función de uso del edificio.

1, estructuras de edificios:

En el diseño sísmico de nuevos edificios, los amortiguadores viscoelásticos de plomo se pueden organizar ingeniosamente en partes clave de la estructura, como las juntas de viga-columna de las estructuras de cuadros y las vigas de acoplamiento de las estructuras de la pared de corte. Al absorber y disipar la energía sísmica, se reducen las fuerzas internas y los desplazamientos de la estructura bajo acción del terremoto, se mejora el rendimiento sísmico del edificio y se protege la seguridad de la vida y la propiedad de los residentes. Para los proyectos de refuerzo y renovación sísmicos de los edificios existentes, los amortiguadores viscoelásticos principales también juegan un papel importante. No hay necesidad de demolición y reconstrucción a gran escala de la estructura original; Simplemente instalar amortiguadores razonablemente puede mejorar significativamente la capacidad sísmica de la estructura y extender la vida útil del edificio.

2, ingeniería de puentes:

Como parte importante de la infraestructura de transporte, los puentes enfrentan amenazas de varias cargas dinámicas, como terremotos, cargas de viento y vibraciones de vehículos. Instalación de amortiguadores viscoelásticos de plomo en las posiciones entre los muelles del puente y las vigas, las articulaciones de expansión del puente pueden reducir efectivamente la respuesta de vibración de los puentes bajo estas cargas, evitando graves consecuencias como daño por fatiga, desplazamiento excesivo o incluso colapso de estructuras de puentes debido a una vibración excesiva. Asegura la operación segura de los puentes y el flujo suave de transporte.

1, Métodos de instalación

a) Instalación de la estructura del edificio:

Al instalar amortiguadores viscoelásticos de plomo en las estructuras del edificio, primero determine la posición de instalación del amortiguador con precisión de acuerdo con los requisitos de diseño. Para las conexiones con estructuras de concreto, los conectores incrustados deben preestablecerse antes de verter el concreto para garantizar la posición precisa de los conectores. Al instalar el amortiguador, sujete el amortiguador a los conectores preestimados con pernos de alta resistencia para garantizar la confiabilidad de la conexión. Para los edificios de estructura de acero, el amortiguador se puede instalar firmemente en la posición especificada mediante soldadura o conexión de perno.

b) Instalación de ingeniería de puente:

Al instalar amortiguadores en los puentes, primero limpie la superficie de las piezas de instalación, como muelles y vigas para garantizar que la superficie de instalación esté plana y limpia. Para los amortiguadores instalados entre muelles y vigas, conectando los amortiguadores a los pilares y vigas de manera confiable a través de conectores como alfileres y placas para garantizar que los amortiguadores puedan transmitir con precisión las fuerzas estructurales. Durante el proceso de instalación, controlando estrictamente el ángulo de instalación y la desviación de posición de los amortiguadores para garantizar que normalmente puedan ejercer su función de disipación de energía.

2, puntos de mantenimiento

a) Inspección regular:

Se recomienda realizar una inspección integral del amortiguador viscoelástico de plomo cada período determinado (como medio año o un año). El contenido de inspección incluye si la apariencia del amortiguador está dañada, si los conectores están sueltos y si el núcleo de plomo tiene una deformación o corrosión obvia. Si se encuentran problemas, deben tratarse de manera oportuna.

b) Limpieza y mantenimiento:

Manteniendo la superficie del amortiguador limpia, evitando la acumulación de polvo, escombros, lo que puede afectar su disipación de calor y funcionamiento normal. Para los amortiguadores expuestos a entornos al aire libre, se debe realizar un tratamiento anti-riegue regular, como pintar pintura contra la riosa y otros recubrimientos protectores, para evitar que el cuerpo y los conectores del amortiguador se oxiden y se corroen.

c) Monitoreo del rendimiento:

En algunos proyectos de ingeniería con altos requisitos para la seguridad estructural, se pueden utilizar equipos de monitoreo profesional para realizar un monitoreo en tiempo real del rendimiento de los amortiguadores viscoelásticos de plomo. Los parámetros de monitoreo incluyen la condición de fuerza y la condición de deformación del amortiguador. Mediante el análisis de los datos de monitoreo, el estado de trabajo del amortiguador puede entenderse de manera oportuna, y si se encuentra un rendimiento anormal, se deben tomar medidas de mantenimiento o reemplazo correspondientes de inmediato.

1, Parámetros técnicos

a) Fuerza de amortiguación:

La fuerza de amortiguación es uno de los parámetros técnicos clave del amortiguador viscoelástico de plomo, lo que refleja la magnitud de la resistencia que el amortiguador puede proporcionar bajo deformación de la unidad. Diferentes modelos de amortiguadores tienen diferentes valores de diseño de fuerza de amortiguación, que van desde decenas de KN hasta cientos de KN, que pueden seleccionarse razonablemente de acuerdo con la escala de la estructura, las características de la fuerza y los requisitos de diseño.

b) Capacidad de deformación:

La capacidad de deformación caracteriza la deformación máxima de que el amortiguador puede soportar, generalmente expresado en forma de desplazamiento o ángulo de rotación. El amortiguador viscoelástico de plomo tiene una gran capacidad de deformación, capaz de adaptarse al gran desplazamiento que puede ocurrir en la estructura en desastres, como terremotos, asegurando el trabajo normal y la disipación de energía en grandes condiciones de deformación.

c) Rigidez:

La rigidez del amortiguador tiene una influencia importante en las características dinámicas de la estructura. Al ajustar el tamaño del núcleo de plomo, la fórmula del material viscoelástico y la forma estructural del amortiguador, la rigidez del amortiguador puede regularse para cumplir con los requisitos de diseño de diferentes estructuras. El diseño razonable de rigidez ayuda a optimizar el período de vibración natural de la estructura y evitar la resonancia estructural.

d) Coeficiente de disipación de energía:

El coeficiente de disipación de energía es un indicador importante para medir la eficiencia de disipación de energía del amortiguador, lo que refleja la relación de la energía disipada por el amortiguador en un ciclo de vibración a la energía de entrada. El amortiguador viscoelástico de plomo tiene un alto coeficiente de disipación de energía, generalmente por encima de 0.5, lo que indica que puede convertir eficientemente la energía mecánica de la vibración estructural en energía térmica y disiparla.

2, Guía de selección

a) Determinar requisitos estructurales:

Antes de la selección, se debe realizar un análisis dinámico detallado en la estructura objetivo para determinar la condición de fuerza, la respuesta de desplazamiento y los requisitos para la capacidad de disipación de energía del amortiguador en diferentes condiciones de trabajo (como terremotos, cargas de viento). Aclarar los parámetros clave, como la fuerza de amortiguación requerida, el rango de deformación y los requisitos de ajuste de rigidez de la estructura.

b) Considerar factores ambientales:

De acuerdo con el entorno de instalación del amortiguador como temperatura, humedad, medios corrosivos, seleccionando el tipo de amortiguador con la adaptabilidad ambiental correspondiente. Por ejemplo, en un entorno con grandes cambios de temperatura, se debe seleccionar un amortiguador con buena estabilidad de temperatura; En un entorno con medios corrosivos, se debe seleccionar un amortiguador con rendimiento anticorrosión.

c) Consulte los casos de ingeniería:

Consulte casos de ingeniería relevantes para comprender los modelos de amortiguadores viscoelásticos de plomo seleccionados bajo estructuras y condiciones de trabajo similares y sus efectos de uso reales. Consulte la experiencia de casos exitosos y combine las características específicas de este proyecto para hacer una selección razonable.

d) Consulte a los profesionales de nuestro equipo:

Si hay dudas sobre la selección del amortiguador, se recomienda consultar a profesionales en el campo de la ingeniería estructural o el equipo de soporte técnico de Luzetech. Tienen una rica experiencia y conocimiento profesional y pueden proporcionar sugerencias de selección precisas y profesionales de acuerdo con la situación de ingeniería específica.

1, Transporte y almacenamiento:

Durante el transporte, garantizar que el empaque del amortiguador viscoelástico de plomo esté intacto para evitar daños por colisión, extrusión. Se deben utilizar herramientas de transporte apropiadas y métodos de fijación para evitar que el amortiguador cambie y agite durante el transporte. Al almacenar, colocar el amortiguador en un almacén seco y ventilado, evitando la luz solar directa y la lluvia, y manteniéndolo alejado de las fuentes de calor y las sustancias corrosivas.

2, precisión de instalación:

Al instalar el amortiguador viscoelástico de plomo, es necesario seguir estrictamente los requisitos de diseño y las especificaciones de instalación para garantizar la precisión de la instalación. Cualquier desviación de instalación puede conducir a una fuerza desigual sobre el amortiguador, afectando su rendimiento de trabajo normal e incluso puede causar problemas de seguridad estructural.

3, trabajo colaborativo con la estructura:

El amortiguador viscoelástico de plomo es un dispositivo de disipación de energía que funciona en colaboración con la estructura. En el proceso de diseño y uso, la interacción entre el amortiguador y la estructura debe considerarse completamente. Asegurando que los parámetros del amortiguador coincidan con las características dinámicas de la estructura para lograr el mejor efecto de disipación de energía y vibración.

4, Protección de seguridad:

Durante la instalación, el mantenimiento y otras operaciones del amortiguador, los operadores deben seguir estrictamente los procedimientos de operación de seguridad y usar el equipo de protección de seguridad necesario, como cascos de seguridad, cinturones de seguridad, guantes, para evitar accidentes.

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