Damper viscoelástico (Ved)

A Damper viscoelástico (Ved)é um crucialDispositivo de dissipação de energia e amortecimento de vibraçãoamplamente aplicado em estruturas de construção, engenharia de pontes e vários sistemas estruturais que requerem controle de vibração. Sua função central é converter energia mecânica gerada por vibrações estruturais em energia térmica por meio de seu próprio mecanismo de dissipação de energia, reduzindo significativamente a resposta de vibração das estruturas sob cargas de vento, ações sísmicas ou outras cargas dinâmicas e protegendo a segurança e a estabilidade das estruturas.

Os amortecedores viscoelásticos operam com base nas propriedades mecânicas exclusivas dos materiais viscoelásticos, como borrachas especiais e materiais de polímero, que exibem características viscosas e elásticas. Sob cargas dinâmicas externas, os componentes de restrição (tipicamente placas de metal) do amortecedor passam por um deslocamento relativo, acionando o material viscoelástico para produzir deformação de cisalhamento ou tração compressiva.
Durante a deformação do material viscoelástico, ocorrem atritos e deslizamentos entre as cadeias moleculares, juntamente com o alongamento dos segmentos da cadeia. Esse processo é acompanhado pela quebra e recombinação de ligações reversíveis entre moléculas, através das quais a energia mecânica é continuamente convertida em energia térmica, alcançando a dissipação eficiente da energia de vibração estrutural. Além disso, devido à característica de que a tensão de materiais viscoelásticos fica atrás do estresse, o amortecedor forma um loop de histerese durante o carregamento e descarregamento, e a área fechada pelo loop representa a energia dissipada pelo amortecedor.

1, material de amortecimento viscoelástico
1). Propriedades do material central
Como o componente-chave do amortecedor, o material de amortecimento viscoelástico deve possuir excelentes propriedades viscoelásticas, mantendo a capacidade estável de dissipação de energia em uma ampla faixa de temperatura e espectro de frequência. Os materiais comuns são feitos de borracha de silicone, borracha natural, borracha butílica, borracha nitrila, etc., como materiais de base, adicionados com enchimentos e aditivos específicos através de processos especiais. Esses materiais têm um fator de alta perda (geralmente entre 0,3 e 0,8), o que significa que podem efetivamente converter energia mecânica em energia térmica.
2). Seleção e personalização de materiais
De acordo com diferentes cenários de aplicação de engenharia e requisitos de desempenho, os materiais viscoelásticos podem ser personalizados. Por exemplo, materiais à base de borracha de silicone com resistência a alta temperatura podem ser selecionados para ambientes de alta temperatura; Para estruturas com altos requisitos para rigidez e amortecimento, o desempenho do material pode ser otimizado ajustando a fórmula do material e o processo de fabricação.
2, componentes de restrição
1). Função e material de placas de metal
Os componentes de restrição geralmente usam placas metálicas de alta resistência, como o aço de baixo ponto de baixo rendimento Q235 ou outros aços de liga. O principal papel das placas de metal é restringir a deformação de materiais viscoelásticos, guiando-os para produzir o modo de deformação necessário (como cisalhamento ou deformação com tração compressiva) em uma direção específica, fornecendo assim o jogo completo à capacidade que não discreta energia dos materiais viscoelásticos. Enquanto isso, as placas de metal devem ter resistência e rigidez suficientes para suportar as cargas transmitidas pela estrutura.
2). Projetar e fabricar placas de metal
O modo de forma, tamanho e conexão das placas de metal são projetados especialmente de acordo com o tipo de amortecedor e cenários de aplicação. Por exemplo, em amortecedores viscoelásticos do tipo cisalhamento, as placas de metal geralmente são projetadas como estruturas paralelas de várias camadas, alternadamente laminadas com materiais viscoelásticos através de adesivos; Em amortecedores compressivos à tração, as placas de metal podem adotar formas estruturais, como mangas e flanges, combinados com materiais viscoelásticos para garantir a operação cooperativa durante o estresse.
3, adesivos e componentes de vedação
1). Requisitos de importância e desempenho dos adesivos
Os adesivos são usados para unir firmemente os materiais viscoelásticos de ligação para restringir os componentes, garantindo nenhum deslizamento relativo entre eles durante o uso a longo prazo e garantindo o desempenho normal de trabalho do amortecedor. Portanto, os adesivos devem ter alta resistência à ligação, boa durabilidade e resistência climática, além de boa compatibilidade com materiais viscoelásticos e placas de metal. Os adesivos comuns incluem resina epóxi e tipos de poliuretano.
2). Funções de componentes de vedação
Em amortecedores com altos requisitos de vedação ambiental, como os aplicados em ambientes úmidos ou corrosivos, os componentes de vedação são configurados. Eles impedem principalmente meios externos (como água, umidade, gases corrosivos etc.) de invadir o interior do amortecedor, afetando o desempenho de materiais viscoelásticos e componentes metálicos, garantindo assim a confiabilidade e a estabilidade a longo prazo do amortecedor.

1, classificação por modo de deformação
1).Damper viscoelástico do tipo cisalhar
(1). Mecanismo de trabalho: Esse tipo de amortecedor depende principalmente da deformação de cisalhamento de materiais viscoelásticos sob força de cisalhamento para dissipar a energia. Quando a estrutura é submetida a forças horizontais (como cargas de vento ou ações sísmicas horizontais), o deslocamento relativo do amortecedor causa tensão de cisalhamento nas camadas de material viscoelástico, atingindo a redução de vibração através de mecanismos de fricção molecular e dissipação de energia dentro do material.
(2). Cenários de aplicação: amplamente utilizados nas juntas da coluna de feixe de quadro, vigas de acoplamento de parede de cisalhamento e outras partes das estruturas de construção, bem como partes de conexão do feixe de píer das estruturas da ponte, reduzindo efetivamente a resposta horizontal da vibração das estruturas.
2). DAMPER VISCOLÁSTICO COMPRESSIONCIPRESCIPRESCIPRESSE
(1) Mecanismo de trabalho: os amortecedores de tração-compressiva funcionam quando a estrutura é submetida a cargas axiais de tração-compressiva. Quando os componentes estruturais sofrem deformação axial, os materiais viscoelásticos produzem deformação de tração ou compressiva correspondente sob tensão de tração-compressiva, consumindo energia através das características viscoelásticas que distribuem energia, fornecendo certa rigidez axial e amortecimento para a estrutura.
(2) Cenários de aplicação: comumente usados em componentes estruturais para gerar as forças axiais, como aparelhos entre colunas nas estruturas de construção e manter amortecedores de cabos em estruturas de pontes, controlando significativamente a vibração axial e a deformação das estruturas.
2, classificação por forma e estrutura
1).Damper viscoelástico de placa plana
(1). Características estruturais: O amortecedor de placa plana possui uma estrutura relativamente simples, geralmente composta por múltiplas camadas de placas de metal e materiais viscoelásticos alternadamente laminados, impulsionando a deformação de materiais viscoelásticos através do deslocamento relativo entre as placas metálicas. Está na forma de uma placa plana, e seu tamanho e especificações podem ser personalizados de acordo com as necessidades de engenharia.
(2). Vantagens de aplicação: possui as vantagens de instalação conveniente e ocupação espacial pequena, adequada para a redução de vibração no plano de várias estruturas de construção, como definir amortecedores de placa plana nas lajes, paredes e outras partes dos edifícios para reduzir efetivamente o deslocamento integral de estruturas sob vibração horizontal.
2).Damper viscoelástico cilíndrico
(1). Características estruturais: O amortecedor cilíndrico geralmente usa uma concha de metal cilíndrica como componente de restrição, com materiais viscoelásticos preenchidos no interior e configurando estruturas como hastes ou pistões de pistão. Quando estressado, o movimento da haste do pistão ou do pistão causa a deformação de materiais viscoelásticos, alcançando assim a dissipação de energia e a redução da vibração.
(2). Vantagens de aplicação: Esse tipo de amortecedor tem alta resistência e estabilidade, capaz de suportar grandes cargas e deformações, adequado para engenharia estrutural em larga escala, como as principais torres de pontes e os tubos centrais de grandes edifícios, fornecendo forte força de amortecimento e capacidade que desapareceu para estruturas.

1, vantagens
1) Capacidade eficiente de dissipação de energia: os amortecedores viscoelásticos podem começar a dissipar energia sob pequenas amplitudes de vibração, mostrando boa adaptabilidade a vibrações de diferentes frequências e amplitudes. Com um loop completo de histerese e forte capacidade de dissipação de energia, eles podem efetivamente reduzir a resposta de estruturas sob cargas dinâmicas e reduzir o risco de danos estruturais.
2) Fornecendo rigidez e amortecimento adicionais: eles podem não apenas aumentar a taxa de amortecimento das estruturas para reduzir a resposta à vibração, mas também fornecer certa rigidez adicional às estruturas, melhorar as características dinâmicas das estruturas e aumentar a resistência ao deslocamento lateral, especialmente adequado para estruturas flexíveis com pequenos períodos de vibração natural.
3) Estrutura simples e instalação conveniente: em comparação com alguns dispositivos complexos de amortecimento de vibração, os amortecedores viscoelásticos têm uma estrutura relativamente simples, composta principalmente por materiais viscoelásticos e componentes de restrição, sem a necessidade de transmissões mecânicas complexas ou componentes de controle eletrônico. Seus métodos de instalação são semelhantes aos dos componentes estruturais comuns, que podem ser instalados e mantidos em canteiros de obras usando métodos convencionais, como soldagem e conexão de parafuso.
4) Ampla gama de aplicações: aplicável a várias estruturas de construção (incluindo edifícios de vários andares, arranha-céus e super-altos), engenharia de pontes (pontes de extensão longa, viadutos), fundações de equipamentos industriais e outros sistemas estruturais que requerem controle de vibração. Seja para novos projetos ou reforço sísmico e reforma de amortecimento de vibrações das estruturas existentes, os amortecedores viscoelásticos podem desempenhar um papel importante.
2, limitações
1) Sensibilidade à temperatura: O desempenho dos materiais viscoelásticos é significativamente afetado pela temperatura. Em ambientes de alta temperatura, a rigidez e o amortecimento dos materiais diminuem e a capacidade de dissipação de energia diminui; Em ambientes de baixa temperatura, os materiais podem se tornar quebradiços, perdendo parte de suas propriedades viscoelásticas, levando ao desempenho dos amortecedores instáveis. Portanto, ao projetar e aplicar amortecedores viscoelásticos, a faixa de mudança de temperatura do ambiente de uso deve ser totalmente considerada, e medidas correspondentes de compensação de temperatura ou fórmulas de material apropriadas devem ser adotadas.
2) Dependência da frequência: O efeito que não-a-dissipando a energia dos amortecedores varia com diferentes frequências de vibração. Para certas frequências específicas de vibração, seu melhor desempenho pode não ser totalmente exercido. Em aplicações práticas de engenharia, é necessária análise dinâmica estrutural para projetar razoavelmente os parâmetros dos amortecedores, para que eles possam trabalhar efetivamente dentro da faixa principal de frequência de vibração de estruturas.
3) Degradação do desempenho a longo prazo: Embora a vida útil do serviço de design de amortecedores viscoelásticos geralmente corresponda à das estruturas de construção, seu desempenho pode gradualmente se degradar durante o uso a longo prazo devido ao envelhecimento material, fadiga e fatores ambientais. Portanto, são necessárias inspeção e manutenção regulares dos amortecedores, e a substituição deve ser realizada quando necessário para garantir seu efeito de amortecimento de vibração a longo prazo.

1. Parâmetros técnicos
A seguir, são apresentados exemplos de parâmetros técnicos para amortecedores viscoelásticos comuns. Os parâmetros reais do produto podem ser personalizados de acordo com os cenários de solicitação de solicitação e engenharia do cliente:

2. Propriedades mecânicas básicas deAmortecedores viscoelásticos

1, gerenciamento da qualidade da matéria -prima
1) Gerenciamento de fornecedores: Estabeleça mecanismos rígidos de triagem e avaliação de fornecedores, cooperando apenas com fornecedores de matéria -prima com boa reputação, capacidade de produção estável e um sistema de garantia de qualidade de som. Realize inspeções no local dos principais fornecedores de matéria-prima, como materiais viscoelásticos, placas de metal e adesivos, auditando seus processos de produção, procedimentos de controle de qualidade, equipamentos de teste e qualificações de pessoal para garantir a estabilidade e a confiabilidade do fornecimento de matérias-primas.
2) Inspeção da matéria -prima: Todas as matérias -primas devem passar por inspeção estrita antes de entrar na fábrica. Os principais indicadores de desempenho de materiais viscoelásticos, como dureza, resistência à tração, fator de perda e temperatura de transição vítrea, precisam ser testados usando equipamentos profissionais, como analisadores mecânicos dinâmicos (DMA); As placas de metal devem ser inspecionadas quanto a seus certificados de materiais, propriedades mecânicas (resistência ao escoamento, resistência à tração, alongamento etc.), qualidade da superfície e precisão dimensional; Os adesivos devem ser testados quanto à força de ligação, tempo de cura, resistência ao tempo e outras propriedades. Somente matérias -primas qualificadas podem ser armazenadas para uso e os materiais não qualificados são resolutamente devolvidos.
2, Gerenciamento da qualidade do processo de produção
1) Controle do processo: formular processos de produção detalhados e rigorosos e especificações de operação para garantir a padronização e padronização do processo de produção. Todos os links, desde a mistura e moldagem de materiais viscoelásticos, até o processamento e o tratamento da superfície dos componentes metálicos, até a montagem e a ligação dos amortecedores, devem ser realizados em estrita conformidade com os requisitos de processo. Durante a produção, os principais parâmetros do processo (como temperatura, pressão, tempo etc.) são monitorados e registrados em tempo real para garantir a estabilidade e a consistência dos parâmetros do processo.
2) Inspeção da qualidade: configure vários links de inspeção de processo para inspecionar a qualidade de produtos semi-acabados e acabados durante a produção. Após a conclusão de cada processo, os operadores devem realizar a auto-inspeção e somente após a passagem, ele pode ser transferido para o próximo processo; Os inspetores de qualidade em tempo integral conduzem amostragem ou inspeções completas de produtos semi-acabados e acabados de acordo com os padrões e planos de inspeção, verificando o conteúdo como precisão dimensional, qualidade da aparência e qualidade de ligação. Para produtos que não atendem aos requisitos de qualidade, o retrabalho ou a demolição são realizados em tempo hábil, e as causas são analisadas e medidas corretivas e preventivas são tomadas para impedir que o problema se recorrente.
3, gerenciamento acabado da qualidade do produto

1) Teste de desempenho: os amortecedores acabados devem passar por testes abrangentes de desempenho para verificar se atendem aos requisitos de projeto e padrões de produtos. Os itens de teste de desempenho incluem testes de força de amortecimento, teste de loop de histerese, teste de desempenho de fadiga, teste de desempenho da temperatura, etc. Por meio de equipamentos especiais de teste de desempenho mecânico, as condições de carga em condições reais de trabalho são simuladas e vários indicadores de desempenho dos amortecedores são medidos com precisão e avaliados. Somente produtos com todos os indicadores de desempenho que atendem aos requisitos podem ser determinados como produtos qualificados.
2) Rastreabilidade da qualidade: Estabeleça um sistema perfeito de rastreabilidade da qualidade do produto, atribua um número exclusivo do produto a cada amortecedor acabado e registre todas as informações do processo da compra de matérias -primas, processamento de produção, inspeção de qualidade ao armazenamento de produtos acabado. Depois que um problema de qualidade ocorre no produto durante o uso, cada link no processo de produção pode ser rapidamente rastreado pelo número do produto, e a causa pode ser encontrada em tempo hábil e as soluções correspondentes podem ser tomadas.

4, Relatório de Inspeção

1, padrões domésticos
1) Padrões nacionais: Strictly cumpre o código nacional GB 50011-2010 para design sísmico de edifícios (edição de 2016). Ele especifica regulamentos detalhados sobre termos e definições, classificação e marcação, requisitos técnicos, métodos de teste, regras de inspeção, além de rotulagem, embalagem, transporte e armazenamento da construção de amortecedores que desejam a energia. Isso garante que o produto atenda aos requisitos nacionais de aplicação de design sísmico e engenharia em termos de desempenho, qualidade e segurança.
2) Padrões do setor: consulte os padrões do setor, como a especificação técnica JGJ/T 209-2010 para dissipação de energia e redução de vibrações dos edifícios. Esses padrões regulam o projeto, cálculo, instalação de construção e aceitação de amortecedores viscoelásticos nas estruturas de construção, garantindo sua aplicação racional e desempenho confiável em projetos de construção.
2, padrões internacionais
1) Padrões dos EUA: é feita referência aos padrões dos EUA, como as disposições sísmicas do AISC 341 para edifícios de aço estrutural e cargas mínimas de projeto ASCE/SEI 7 e critérios associados para edifícios e outras estruturas. O alinhamento com os padrões avançados internacionais nos indicadores de desempenho do produto, métodos de design e requisitos de teste aprimora a competitividade do produto no mercado global.
2) Padrões japoneses: Com base em padrões japoneses como Jis, um 5651 dispositivos de isolamento sísmico para edifícios, os benchmarks de produtos contra requisitos para propriedades materiais, especificações estruturais e métodos de teste de desempenho. Isso incorpora a experiência avançada do Japão em tecnologia de redução de vibração para garantir que a qualidade do produto atinja níveis avançados internacionais.
3) Padrões da UE: O produto é fabricado em conformidade com uma série de padrões da UE, incluindo EN 15129: 2009 e EN 1337, garantindo desempenho superior.

1, Engenharia de Construção
1) Design sísmico para novos edifícios: No design sísmico de várias novas estruturas de construção, os amortecedores viscoelásticos servem como medidas sísmicas eficazes. A instalação de amortecedores nos principais locais estruturais (como juntas de coluna de feixe de quadros, vigas de acoplamento da parede de cisalhamento e sistemas de suporte) aprimora significativamente o desempenho sísmico das estruturas. Isso reduz as respostas de deslocamento e aceleração sob cargas sísmicas, minimiza os danos estruturais e salvaguardam a segurança do pessoal e da propriedade nos edifícios.
2) Retrofit sísmico para edifícios existentes: Usando amortecedores viscoelásticos para reforço sísmico de edifícios existentes que não atendem a atender aos requisitos de projeto sísmico é uma abordagem econômica e eficiente. Sem a demolição ou reconstrução em larga escala da estrutura original, a instalação de amortecedores em posições apropriadas pode melhorar a capacidade que dissipam a energia e o desempenho sísmico da estrutura, cumprem os códigos sísmicos atuais e estendem a vida útil do serviço do edifício.
3) Controle de vibração do vento para arranha-céus: em edifícios de arranha-céus e arranha-céus, as cargas de vento geralmente se tornam uma das cargas de controle primárias para o projeto estrutural. Os amortecedores viscoelásticos podem ser usados para controlar a vibração das estruturas de construção sob cargas de vento, reduzindo as respostas de vibração induzidas pelo vento. Isso melhora o conforto da construção e evita o desconforto ou os danos às instalações internas causadas por aceleração excessiva induzida pelo vento.
2, Engenharia de Bridge
1) Controle sísmico e de vibração para pontes de longa duração: devido às suas características estruturais e vãos grandes, pontes de salto longo (como pontes de suspensão e pontes estaiadas de cabo) são propensas a respostas significativas de vibração sob terremotos e ventos fortes. Os amortecedores viscoelásticos podem ser aplicados a peças de conexão entre torres principais e vigas, cais e vigas, além de permanecer cabos de pontes. Isso reduz efetivamente as vibrações de estruturas de ponte sob cargas sísmicas e de vento, melhorando a segurança da ponte, a estabilidade e a operação normal.
2) Controle de vibração para viadutos e pontes urbanas: em viadutos urbanos e pontes urbanas gerais, os amortecedores viscoelásticos podem mitigar vibrações causadas pelo movimento do veículo, respostas estruturais sob terremotos e vibrações induzidas pelo vento. A instalação adequada do amortecedor reduz o risco de danos à fadiga nas estruturas da ponte, aumenta a durabilidade da ponte e minimiza os impactos da vibração no ambiente circundante e nos residentes.
3, equipamento industrial e infraestrutura
1) Redução de vibração para grandes fundações de equipamentos industriais: grandes equipamentos industriais, como ventiladores, torres de resfriamento e máquinas pesadas, geram vibrações durante a operação. Essas vibrações não apenas afetam a operação normal e a vida útil do equipamento, mas também impõem impactos adversos nas estruturas circundantes e no meio ambiente. A instalação de amortecedores viscoelásticos em fundações de equipamentos ou estruturas de suporte reduz efetivamente a transmissão de vibrações do equipamento, melhorando a estabilidade e a confiabilidade do equipamento.
2) Resistência sísmica e de vento para instalações de energia e torres de comunicação: em infraestrutura, como instalações de energia (por exemplo, estruturas de subestações, torres de linha de transmissão) e torres de comunicação, os amortecedores viscoelásticos aumentam a resistência de desastres estruturais sob terremotos e cargas de vento. Ao instalar os amortecedores, são reduzidas as respostas de vibração das estruturas durante desastres naturais, garantindo a operação suave das redes de fonte de alimentação e comunicação.

1, Instruções de instalação

1) Preparações de pré-instalação: Antes de instalar amortecedores viscoelásticos, inspecione e limpe o local de instalação estrutural para garantir que a superfície seja plana, livre de detritos e sem óleo. Enquanto isso, verifique o modelo de amortecimento, as especificações e a quantidade contra os requisitos de projeto e inspecione o produto quanto a qualquer dano, deformação ou outros defeitos para garantir a conformidade da qualidade do produto.
2) Determinação das posições de instalação: confirme estritamente as posições de instalação do amortecedor de acordo com os desenhos de projeto estrutural. O posicionamento preciso garante que o amortecedor possa dissipar a energia de maneira ideal e reduzir as vibrações quando a estrutura é carregada. Nas estruturas de construção, os amortecedores geralmente são instalados em locais importantes, como juntas de coluna de feixe de quadros, vigas de acoplamento de parede de cisalhamento e sistemas de suporte; Nas estruturas da ponte, as posições de instalação incluem conexões entre cais e vigas, torres principais e vigas, além de permanecer nas extremidades da âncora de cabo.
3) Métodos de instalação e requisitos de conexão: Os principais métodos de instalação para amortecedores viscoelásticos são soldagem e aparafusamento. Para conexões de soldagem, verifique se a qualidade da soldagem atende aos padrões relevantes, com soldas completas e firmes, livres de soldagem incompleta ou perdida. Para conexões aparafusadas, use especificações especificadas de parafusos e aperte -as no torque de design para garantir conexões confiáveis. Durante a instalação, proteja o material viscoelástico e os componentes metálicos do amortecedor da colisão, arranhões ou outros danos.

2, Pontos -chave de manutenção
1) Inspeções regulares: Depois que os amortecedores viscoelásticos são usados, realize inspeções regulares em um intervalo de geralmente uma vez por ano ou conforme determinado por condições específicas do projeto. Os itens de inspeção incluem aparência de amortecedor para danos, deformação ou sinais de envelhecimento, tensão das peças de conexão e rachaduras ou desapego de materiais viscoelásticos. Se alguma anormalidade for encontrada, avalie e abordem prontamente.
2) Limpeza e proteção: Limpe regularmente os amortecedores para remover poeira de superfície, detritos e sujeira, mantendo a superfície do amortecedor limpa. Para amortecedores em ambientes úmidos ou corrosivos, implemente medidas de proteção correspondentes, como a aplicação de tinta anticorrosão ou a instalação de tampas de proteção para impedir que os componentes metálicos enferrujassem e corroendo, o que pode afetar o desempenho do amortecedor e a vida útil do serviço.
3) Monitoramento e avaliação do desempenho: Quando as condições permitirem, monitore o desempenho do amortecedor medindo parâmetros como deslocamento, tensão e força de amortecimento para avaliar o status operacional e as alterações de desempenho do amortecedor. Quando a estrutura experimenta grandes desastres naturais (como terremotos ou ventos fortes) ou o amortecedor mostra anormalidades óbvias,

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