بررسی کاربردی تأثیر ضریب اصطکاک و نسبت فرکانس در میراگرهای جرمی اصطکاکی به کمک الگوریتم ازدحام ذرات
پذیرفته شده برای ارائه شفاهی
کد مقاله : 4345-IRAST (R1)
نویسندگان
1اصفهان-خیابان کشاورزی-کوچه 20-پلاک 12
2عضو هیات علمی/دانشگاه اصفهان
چکیده
به طور کلی علاوه بر طراحی سازه با مقاومت، سختی و ظرفیت تغییرشکل پلاستیک مناسب، استفاده از متدهای کنترل‌سازه به منظور کاهش نیروی جانبی وارد بر آن، از روش‌های مقاومت در برابر تحریکات لرزه‌ای می‌باشد. از جمله به روزترین وسایل کنترل لرزه‌ای، در طراحی سازه‌های جدید و همچنین مقاوم‌سازی سازه‌های موجود، می‌توان به میراگرهای جرمی تنظیم شده اصطکاکی اشاره داشت. این میراگر، ترکیبی از میراگر جرمی تنظیم شده با سختی خطی و میراگر اصطکاکی خالص با رفتار غیرخطی است. از آنجا که ضریب اصطکاک میراگر، همچنین نسبت فرکانس آن به فرکانس سازه پایه، دو پارامتر تأثیرگذار در عملکرد میراگر است؛ در این مقاله سعی بر یافتن بهترین مقدار برای این دو، در طراحی میراگر برای سازه‌های مختلف به کمک شبیه‌سازی و بهینه‌یابی بوده است. بدین منظور، پاسخ سازه‌های تک درجه آزاد با زمان‌تناوب‌های 1/0 تا 4 ثانیه تحت 40 شتاب‌نگاشت از مجموعه رکوردهای پروژه SAC به کمک نرم‌افزار OpenSEES و الگوریتم ازدحام ذرات مورد بررسی و بهینه‌یابی قرار گرفته و بهینه‌ترین مقدار ضریب اصطکاک و نسبت فرکانس در میراگر برای دو تابع هدف بدست آمده است. دو تابع هدف مذکور، کاهش ماکزیمم جابجایی در سازه تحت هر شتاب‌نگاشت و کاهش میانگین ماکزیمم جابجایی در سازه تحت شتاب‌نگاشت‌های گفته شده می-باشند. نتایج بدست آمده حاکی از آن است که با کاهش زمان تناوب سازه، تأثیر وجود اصطکاک در میراگر افزایش خواهد یافت. علاوه بر این، بهترین بازه برای تنظیم نسبت فرکانس، بازه‌ی 8/0 تا 1 بوده و میراگر در این شرایط، بسته به خصوصیات دینامیکی خود، بالاترین بازده را خواهد داشت.
کلیدواژه ها
موضوعات
Title
Applied study of the effect of friction coefficient and frequency ratio on friction tuned mass damper using the Particle Swarm Optimization
Authors
Raheleh Isfahan, Hossein Tajmir Riahi
Abstract
In general, designing the structure with the strength, hardness and plastic deformation capability, the use of structural control techniques to reduce the lateral force is a method of resistance to seismic stimulation. The TMFD is a damper which consists of a tuned mass damper (TMD) with linear stiffness and pure friction damper and exhibits non-linear behavior.Since the coefficient of friction of the damper, as well as the ratio of frequency is two effective parameters in the operation of the TMFD; in this paper, we try to find the best value for these two, in the design of the damper for different structures by simulating and Optimization. For this purpose, The response of the single-degree-of-freedom (SDOF) structure with time periods of 0.1 to 4 seconds under 40 accelerations from the SAC project records collection using the Open SEES software and the particle swarm algorithm were investigated and optimized. The optimal value of friction coefficient and frequency ratio in the damper is obtained for two objective functions .The results show that the effect of friction on the damper will be increased by decreasing the time period of structure. In addition, the best range for adjusting the frequency ratio is an range of 0.8 to 1, and the damper in this situation will have the highest efficiency depending on its dynamic characteristics.
Keywords
Friction Tuned Mass Damper, Friction damper, Passive control, Tuned mass damper