Amortecedor de fluido viscoso (VFD)

Amortecedores de fluidos viscosos (VFDs)são dispositivos mecânicos projetados para reduzir as vibrações estruturais através da dissipação de energia. Eles operam com o princípio da resistência dos fluidos e são comumente usados em edifícios, pontes e instalações industriais sujeitas a carregamento dinâmico, como terremotos ou vento.
O objetivo deste manual é fornecer informações técnicas, operacionais e de conformidade sobre a seleção, uso e manutenção deVfds. Este documento descreve o princípio de trabalho, especificações, padrões e orientações práticas de implementação.
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Amortecedores de líquidos viscososConverta a energia cinética em calor através do movimento de um pistão dentro de um cilindro cheio de um fluido viscoso. A força de resistência gerada é proporcional à velocidade do movimento e pode ser modelada por:
F = C × V
Onde:
- f=Força de amortecimento
- C=coeficiente de amortecimento (depende do tamanho do orifício e da viscosidade do fluido)
- V=velocidade relativa do pistão
- =expoente de velocidade (normalmente 0,1 a 1,0)
A força de amortecimento é não linear e depende da geometria e propriedades dos componentes internos e do fluido de trabalho. Esses dispositivos fornecem amortecimento suplementar sem rigidez, tornando -os ideais para reduzir a resposta sem alterar o período natural da estrutura.
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Componentes -chave:
- Habitação do cilindro: envolve o fluido de amortecimento
- montagem do pistão: move -se dentro do cilindro para gerar pressão
- orifícios: regular o fluxo de fluidos
- Sistema de vedação: garante a contenção do fluido e impede o vazamento
- Montagens finais: normalmente Clevis ou rolamentos esféricos

Recursos de design:
- Sem peças externas em movimento
- Adequado para uso a longo prazo sem manutenção
-Projeto à prova de falhas-se o fluido é perdido, os padrões de unidade para o estado passivo
Aplicações:
- Dissipação de energia sísmica
- amortecimento do vento
- Controle de vibração para pedestres
- Isolamento de máquinas

Processo de produção:

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Amortecedores de líquidos viscosossão dispositivos de engenharia de precisão adaptados para atender a uma ampla gama de requisitos de amortecimento estrutural. Abaixo estão as especificações técnicas gerais normalmente encontradas nos modelos de amortecedor padrão:
4.1 intervalos de força e derrame
• Força de amortecimento máximo: 50 kN - 5.000 kN
• Capacidade do AVC: 50 mm - 750 mm (designs personalizados disponíveis)
• Faixa de velocidade: até 3 m/s
• Exponente de velocidade (): 0,1 a 1,0 (sintonizado por design)
4.2 Condições operacionais
• Temperatura operacional: -40 graus para +70 grau
• Temperatura de armazenamento: -50 grau para +85 grau
• Adequado para ambientes úmidos, marinhos ou corrosivos com revestimentos opcionais ou materiais inoxidáveis
4.3 Pressões de explosão e prova
• Pressão de prova: 1,5 × pressão de operação
• Pressão de explosão:> 2,5 × pressão de operação
4.4 Materiais e fluidos
• Habitação: aço carbono ou aço inoxidável
• Haste do pistão: aço inoxidável cromo banhado
• Sedos: fole de metal soldado
• Fluido: óleo sintético à base de silicone ou sintético (compatível com VV-D-1078)
4.5 Tabela de especificação típica

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Pode ser visto a partir da curva de velocidade de força de amortecimento que, quando=0.1, à medida que a velocidade aumenta, a força aumenta ligeiramente. Quando=2, a situação é oposta e quando=1, é entre os dois casos.
A partir da curva de deslocamento de força de amortecimento, pode-se observar que, quando=0.1, o loop de histerese é o maior. Quando=2, é o oposto e quando=1, é entre as duas situações.
Portanto, quando a estrutura requer dissipação de energia e absorção de choque, o índice de velocidade geralmente é selecionado entre 0,2 e 0,8. Quando a estrutura requer distribuição e transferência de carga, o índice de velocidade é selecionado para ser 2.

Os amortecedores são caracterizados por comportamento não linear de força-velocidade com atraso de fase mínima. Os gráficos de desempenho geralmente são fornecidos para cada modelo. As métricas típicas incluem:
• Curvas de força vs. velocidade (FV)
• Histrese de Força vs. Deslocamento (FD)
• Consistência da força de amortecimento vs. temperatura
Os projetos garantem a dissipação de energia total com o mínimo de recuperação ou atraso. As curvas FV são ajustadas modificando o tamanho do orifício e as propriedades do fluido.
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Amortecedores de líquidos viscososestá em conformidade com os padrões internacionais de design e teste:
6.1 Padrões americanos
• ASCE/SEI 7-22: Cargas mínimas de projeto e critérios associados para edifícios e outras estruturas (disposições sísmicas)
• AISC 341-22: Disposições sísmicas para edifícios de aço estrutural
• ASTM A370 / E2126: Métodos de teste mecânico para dispositivos estruturais
• ICC-ES AC156 / AC494: Critérios de aceitação para dispositivos de amortecimento não estrutural e estrutural
• Oshpd OSP: conformidade sísmica da Califórnia
6.2 Padrões europeus
• EN 15129: 2018: Dispositivos anti-sísmicos
• EN 1998-1 (Eurocódigo 8): Design Sísmico de Edifícios
• ETAG 001 / EAD: Documentos de avaliação europeia para produtos de construção
• Marca CE: os produtos que atendem aos padrões devem estar em conformidade com a declaração de desempenho CE
6.3 Padrões chineses
• GB/T 24338.1–2009: Especificação de projeto para amortecedores viscosos
• JGJ/T 209-2010: Código para design sísmico de sistemas de isolamento e dissipação de energia
• JT/T 926-2014: Especificações para dispositivos de amortecimento da ponte rodoviária
• GB 50011-2022: Código para design sísmico de edifícios
Todos os dispositivos devem ser testados por GB e protocolos EN, incluindo fadiga de baixo ciclo e estabilidade de temperatura.
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Os amortecedores podem ser instalados em vários acordos de suporte ou isolamento:
• Chevron Bring: montado em configurações invertidas de Brace Brace
• Br -Bacing diagonal: posicionado em uma única baía estrutural
• Dampers de isolamento base: instalado entre estrutura e fundação
• Outrigger e vínculos: conectando sistemas de parede do núcleo

Cada configuração requer montagens Clevis fixadas e alinhamento axial para garantir um movimento irrestrito. Os rolamentos esféricos acomodam tolerâncias rotacionais.

Dicas de instalação:
• Evite desalinhamento ou flexão da haste do pistão
• Verifique a tira e a lubrificação do rolamento
• Teste de pressão após a instalação, se especificado

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• Cada unidade testada para desempenho de até 100% com classificação e velocidade com classificação
• Durabilidade cíclica: mais de 100 milhões de ciclos
• Os testes de fábrica incluem:
o teste de burst hidrostático
o Teste dinâmico em larga escala (velocidade de velocidade)
o Detecção de vazamento
o Calibração de força com ± 5% de tolerância
A fabricação normalmente segue os protocolos ISO 9001 ou AS9100. Documentação de gordura e SAT disponível.

Relatório de teste de tipo e relatórios de teste emitidos por terceiros

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• Manutenção: livre de manutenção em serviço padrão; Nenhuma lubrificação necessária
• Resistência ao fogo: fluido de silicone classificado para altas temperaturas; As vedações de metal são à prova de fogo
• Fatores de segurança: normalmente projetados com 2,0 × margem de segurança para pressão dinâmica
A inspeção é recomendada após eventos sísmicos ou em intervalos de 10 anos.
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As inscrições incluem:
• Retrofit sísmico de patrimônio e infraestrutura crítica
• Controle de vibração em torres, passarelas e estádios
• amortecimento do vento em edifícios supertal
Estudo de caso:

Uma grande passarela exibindo vibrações induzidas por pedestres foi adaptada com 40 kN de amortecedores. As medidas pós-instalação mostraram uma redução na aceleração de pico em 95% e a eliminação de oscilações ressonantes.
Outro exemplo inclui hospitais isolados de base usando amortecedores para minimizar a resposta estrutural durante os terremotos, permitindo a operação completa após o evento.
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