液流阻尼裝置設計與特性之研究

以作者查詢圖書館館藏

、以作者查詢臺灣博碩士

、以作者查詢全國書目

、勘誤回報

、線上人數：122

、訪客IP：3.145.39.52

姓名

陳文傑(Wen-Chieh Chen) 查詢紙本館藏

畢業系所

機械工程學系在職專班

論文名稱

液流阻尼裝置設計與特性之研究
(Design of Fluid Damping Device and Characteristic Analysis)

相關論文

★ 自動平衡裝置在吊扇上之運用	★ 以USB通訊界面實現X-Y Table之位置控制
★ 液體平衡環在立式轉動機械上之運用	★ 液晶電視喇叭結構共振異音研究
★ 液態自動平衡環之研究	★ 抑制牙叉式機械臂移載時產生振幅之設計
★ 立體拼圖式組合音箱共振雜音消除之設計	★ 電梯纜繩振動抑制設計研究
★ 以機器學習導入電梯生產結果預測之研究	★ 新環保冷媒R454取代R410A冷媒迴轉式單缸壓縮機效能分析與可靠性驗證
★ 高速銑削Al7475-T7351的銑削參數與基因演算法研究	★ 自動化鞋型切削機之設計與實現
★ 以FPGA為基礎之精密位置控制IC	★ CNC三維圓弧插補器
★ PID與模糊控制在營建工程自動化的探討	★ 高速射出成型機自我調整控制器之設計與實現

檔案

[Endnote RIS 格式]

[Bibtex 格式]

[相關文章]

[文章引用]

[完整記錄]

[館藏目錄]

至系統瀏覽論文 ( 永不開放)

摘要(中)

在現有消能、減震的控制元件中，液壓阻尼器能有效地增加結構物的阻尼比，提升結構的制震能力，在經濟與效能的考量下，被動式油壓阻尼器可說是最有效的消能器之一。當地震發生時，地震所帶來的位移輸入消能的系統，而經由消能系統將位移轉換成速度，再藉由阻尼器內部活塞與流體之關係，產生反向之阻尼力，來削減因地震所帶來過大之位移，避免結構物之損壞而造成生命財產損失。本文藉由非傳統方式，即不以改變溢流孔之孔徑大小與孔數量多寡之傳統方式來做為實驗之變數，以機械機構設計的方式，利用機械加工將活塞面上之溢流孔導引至套筒與活塞間之間隙來提昇系統的消能效果。亦利用實際之致動器試驗與前人做過的實際案例比較，拓展利用機械設計的能力來加強耐震技術之提升，發展出適合於結構物耐震設計之裝置系統。
研究內容包括
（1）利用非傳統機械加工之方法改變溢流孔之流向，藉由黏滯性流體在通過活塞時，改變流體流向，使流體在活塞內部形成擾流，延長流體在活塞內部的流動之距離,達到增強消能的能力。
（2）透過實際裝置平台上之振動測試，求得相關之數據，藉此結果分析阻尼器之特性，做為將來設計特定阻尼器或發展更容易達到提升消能效果之依據。同時也提供將來此一類之研究做為參考。
研究結果
（1）由於初始設計之阻尼器所產生之阻尼力過大，導致增效裝置平
台於致動器運動時會有兩軸向之變形，解決方式以加強結構桁架之剛性；阻尼器部分則增加流體流通面積，降低阻尼力，以策安全。
（2）阻尼器在試驗數小時後，溫度達到80度左右，流體黏度降低，有少許漏油之現象。於修改活塞時一併變更密封系統之設計。
（3）由前後兩組增效式液流阻尼器所得之試驗結果可得知阻尼器1屬於速度項指數n>1之過阻尼系統；而阻尼器2則是為速度項指數n<1之低阻尼系統。
（4）由於兩阻阻尼器之孔隙比差異大，除此之外，兩套系統的連接結構亦不相同，所引發的勁度大小也不同。無法由實驗結果得知兩組不同阻尼力之阻尼器之間來判斷溢流孔從活塞表面上引導至　套筒與活塞間可以有效提升消能之效果。

摘要(英)

The fluid damper can increase efficiently the damping rate and the capability of anti-vibration of structure for the currently equipments of energy consumption and seismic reduction. The passive fluid damper can be the one of the energy consumption base on the considerations of economy and efficiency. The displacement was inputted the energy dissipation system when earthquake. And the displacement was transferred into velocity by the energy dissipation system. The velocity will cause a reserve damping force by the piston and fluid that will decrease the over motion of buildings to save life and property. The objective of this study use the non-traditional method that doesn’’t vary the hole size and the quantity of orifices on the piston. Use mechanical design, the orifices on the piston were drilled through to the gap that between tube and piston by EDM to increase the aseismic capability and experimented with an actuator to compare the result with that of the other same cases in the past. By mechanical design the vibration suppression can be raised and an equipment that suit the buildings of aseismic capability can be developed.
Topics of study are as follows :
1. To design a fluid damper, changed the flow direction of orifices and extend the distance that flowing viscous fluid in the piston to consume the energy.
2. To procure the test data after shaking test on the equipment platform and investigate the characteristic of the dampers base on the test result. That will be referred to design a specific damper or to develop the efficient equipment of energy consumption..
The result of the present study are as follows:
1. Because the damping force was too large to deform the test structure from the preliminary fluid damper. The test structure must be stiffened in two axes and enlarge the orifice’s diameter to reduce the damping force for safety.
2. The temperature of damper reached around 80℃ and the fluid viscosity was decreased. The fluid leaked slightly from the TEFLON seal. Enlarge the orifices’diameter on the piston and modified the seal method at the same time.
3. From the result of experiment, the preliminary damper is of an over damping system and the modified damper is of an under damping system.
4. We can not procure any correlation from the two tested dampers, because the diameter variation of the orifices are a wide gap. The rate of pass through area of orifices and gaps are 7.5% and 0.7% respectively in this study.

關鍵字(中)

★ 液流阻尼器
★ 增效式阻尼裝置
★ 阻尼器

關鍵字(英)

★ fluid damper
★ enhance damping device
★ damper

論文目次

中文提要………………………………………………………… i
英文提要………………………………………………………… iii
誌謝 ………………………………………………………… v
目錄 ………………………………………………………… vi
圖目錄 ………………………………………………………… viii
表目錄 ………………………………………………………… x
一、緒論 …………………………………………………… 1
1-1研究動機與目的…………………………………………… 1
1-2文獻回顧 …………………………………………………… 3
1-3本文內容 …………………………………………………… 4
二、增效式阻尼裝置之原理與應用 ……………………… 5
2-1 液流阻尼器之介紹……………………………………… 5
2-1-1 液流阻尼器之構造……………………………………… 5
2-1-2 液流阻尼器之力學特性………………………………… 7
2-1-3 增效式阻尼裝置之消能原……………………………… 9
2-2 理論分…………………………………………………… 11
2-2-1 阻尼器基本理論分析…………………………………… 11
2-2-2 線性化黏滯性阻尼系統………………………………… 12
2-2-3 線性化黏彈性阻尼系…………………………………… 13
2-2-4 NEHRP 規範建…………………………………………… 14
三、增效式液流阻尼裝置之設計…………………………… 16
3-1 液流阻尼器設計之演進………………………………… 16
3-2 液流阻尼器之設計……………………………………… 16
3-2-1 油封……………………………………………………… 16
3-2-2 套筒……………………………………………………… 19
3-2-3 活塞……………………………………………………… 20
3-2-4 活塞桿…………………………………………………… 24
3-2-5 裝置平台………………………………………………… 24
3.3 液流阻尼器組…………………………………………… 25
四、試驗裝置與流程………………………………………… 27
4-1 液流阻尼器性能測試說明……………………………… 27
4-1-1 致動器…………………………………………………… 28
4-1-2 試驗平…………………………………………………… 28
4-1-3 油壓系…………………………………………………… 30
4-1-4 荷重……………………………………………………… 30
4-1-5 資料收集系……………………………………………… 30
4-1-6 液流阻尼………………………………………………… 30
4-2 液流阻尼器性能測試步………………………………… 32
五、結論與建議 …………………………………………… 34
5-1 結論 …………………………………………………… 34
5-2 建議 …………………………………………………… 36
參考文獻 ………………………………………………………… 38

參考文獻

1. Yang, J. N., “Overview of Protective System”, Workshop on Application of Various Protective System to Bridge and Structure, Taipei, Taiwan,pp1-86,1996。
2. WHITTAKER A.S., CONSTANTINOU M.CCC., AND KIRCHER C.A.“Seismic Rehabilitation Using Supplemental Damping System”, World conference on Earthquake Engineering, 1996,pp.219~226.
3. Abdel-Rohman,M.,and Leipholz, H.H.“Active Control of Flexible Structure”,Journal of the Strucutre Division, ASCE, Vol.104, pp.1251~1978.
4. http://www.taylordevices.com/tayd.htm
5. Douglas P. Taylor,"History,Design,and Applications of Fluid Dampers in Structural Engineering",
http://taylordevices.com/papaers/history/design.htm
6. Constantinou, M.C. and M.D. Symans,“Experimental Study OF Seismic Response Of Buildings With Supplemental Fluid Dampers”,The structural Design of Tall Buildings,Vol.2, pp.93-132,1993.
7. 柯孝勳，“增效式阻尼裝置應用於樓房耐震之研究”，博士論文，國立中央大學土木工程研究所，民國九十三年。
8.邱東茳，“具增效式阻尼裝置之鋼筋混泥土樓房地震非線性反應研
　究”，碩士論文，國立中央大學土木工程研究所，民國九十三年。
9.吳皇達，“增效式阻尼裝置之鋼筋混泥土樓房耐震補強研究”，碩
士論文，國立中央大學土木工程研究所，民國九十二年
10.王冠凱，“液流阻尼器全尺寸結構防振功能之振動台測試”，碩士論文，國立成功大學土木工程研究所，民國九十一年。
11.李俊德，“液流阻尼器特性測試之研究”，碩士論文，國立成功大學土木工程研究所，民國九十二年。
12.黃賜琳，“線性液流阻尼器組尼細數之探討”，碩士論文，國立
成功大學土木工程研究所，民國九十一年。
13.李永峰，“足尺寸液流阻尼器之研發”，博士論文，國立成功大
學土木工程研究所，民國九十五年。
14. Lee, S.J., and Lu,L.W.,“Quasi_Static Tests of Scaled Model Building”，J.Struct., Engrg.ASCE.Vol.115,No.8,August 1989。
15 Yamanouchi, H.M. ,Mikorikawa,M., Nishiyama,I.,and Watabe,M., 「Seismic Behavior of Full-Scale Concentrically Braced Steel Building Structur」，J.Struct.,Engrg.ASCE.Vol.115,No.8, August 1989。
16.陳正誠，「韌性同心協稱構架韌性斜撐構才之耐震行為與設計」，結構工程，第十五卷，第一期，民國八十九年三月。
17.唐治平、李建生，「橋梁用增效式阻尼裝置之研究」，中國土木水利工程學刊，第九卷，第四期，pp.593~603，(1997)。
18.唐治平、李維森，「具增效式阻尼裝置橋梁模型之振動臺實驗」，中國土木水利工程學刊，第十一卷，第二期，pp.279~288，(1999)。
19.唐治平、柯孝勳、柯忠良，「高阻尼樓房結構耐震研究」，中國土木水利工程學刊，第十三卷，第四期，pp.793，(2001) 。
20. FEMA,“NEHRP Guidelines and Commentary for the Seismic
Rehabilitation of Buildings”,Reports No.273 and 274 ,
October, Washington, D.C., 1997.
21. 黃伊男,“使用線性黏性阻尼器建築結構之耐震試驗與分析”，碩士論文，國立台灣科技大學營建工程研究所, 民國九十年六月。

指導教授

董必正(Pi-Cheng Tung)

審核日期

2009-6-18

推文