Amortisseur de fluide visqueux (VFD)

Amortisseurs de liquide visqueux (VFDS)sont des dispositifs mécaniques conçus pour réduire les vibrations structurelles par dissipation d'énergie. Ils opèrent sur le principe de la résistance aux fluides et sont couramment utilisés dans les bâtiments, les ponts et les installations industrielles soumises à une charge dynamique telle que les tremblements de terre ou le vent.
Le but de ce manuel est de fournir des informations techniques, opérationnelles et de conformité sur la sélection, l'utilisation et la maintenance deVFDS. Ce document décrit le principe de travail, les spécifications, les normes et les directives pratiques de mise en œuvre.
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Amortisseurs de liquide visqueuxConvertissez l'énergie cinétique en chaleur à travers le mouvement d'un piston dans un cylindre rempli d'un liquide visqueux. La force de résistance générée est proportionnelle à la vitesse du mouvement et peut être modélisée par:
F = C × V
Où:
- f=force d'amortissement
- C=Coefficient d'amortissement (dépend de la taille de l'orifice et de la viscosité du fluide)
- v=Vaxe relative du piston
- =Exposant Velocity (généralement 0,1 à 1,0)
La force d'amortissement est non linéaire et dépend de la géométrie et des propriétés des composants internes et du liquide de travail. Ces appareils fournissent un amortissement supplémentaire sans rigidité, ce qui les rend idéaux pour réduire la réponse sans modifier la période naturelle de la structure.
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Composants clés:
- Boîtier de cylindre: enferme le liquide d'amortissement
- Assemblage de piston: se déplace à l'intérieur du cylindre pour générer une pression
- ORIFICES: réguler le flux de fluide
- Système d'étanchéité: assure le confinement du liquide et empêche les fuites
- Mounts d'extrémité: Typiquement des roulements de la chape ou sphérique

Caractéristiques de conception:
- Pas de pièces externes mobiles
- Convient à une utilisation à long terme sans maintenance
- conception de sécurité - si le liquide est perdu, l'unité par défaut à l'état passif
Applications:
- dissipation d'énergie sismique
- amortissement du vent
- Contrôle des vibrations des piétons
- Isolement des machines

Processus de production:

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Amortisseurs de liquide visqueuxsont des dispositifs conçus avec précision adaptés pour répondre à un large éventail d'exigences d'amortissement structurelles. Vous trouverez ci-dessous les spécifications techniques générales généralement trouvées sur les modèles d'amortisseur standard:
4.1 Force and Stroke Ganges
• Force d'amortissement maximale: 50 kN - 5 000 kN
• Capacité de course: 50 mm - 750 mm (conceptions personnalisées disponibles)
• Plage de vitesse: jusqu'à 3 m / s
• Velocity Exponent (): 0,1 à 1,0 (réglé par conception)
4.2 Conditions de fonctionnement
• Température de fonctionnement: −40 degré à +70 degré
• Température de stockage: −50 degré à +85 degré
• Convient aux environnements humides, marins ou corrosifs avec des revêtements facultatifs ou des matériaux en acier inoxydable
4.3 Pressions d'éclatement et de preuve
• Pression de preuve: 1,5 × pression de fonctionnement
• Pression d'éclatement:> 2,5 × pression de fonctionnement
4.4 Matériaux et liquides
• Boîtier: acier au carbone ou acier inoxydable
• Tie à piston: acier inoxydable chromé
• Sceaux: soufflet métallique soudé
• Fluide: huile à base de silicone ou synthétique (conforme VV-D-1078)
4.5 Tableau de spécification typique

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Il peut être vu à partir de la courbe de vitesse de force d'amortissement que lorsque=0.1, à mesure que la vitesse augmente, la force augmente légèrement. Lorsque=2, la situation est opposée, et lorsque=1, c'est entre les deux cas.
De la courbe de déplacement de force d'amortissement, on peut voir que lorsque=0.1, la boucle d'hystérésis est la plus grande. Lorsque=2, c'est le contraire, et lorsque=1, c'est entre les deux situations.
Par conséquent, lorsque la structure nécessite la dissipation d'énergie et l'absorption des chocs, l'indice de vitesse est généralement sélectionné pour se situer entre 0,2 et 0,8. Lorsque la structure nécessite une distribution et un transfert de charge, l'indice de vitesse est sélectionné pour être 2.

Les amortisseurs sont caractérisés par un comportement non linéaire de la force de force avec un décalage de phase minimal. Les graphiques de performance sont généralement fournis pour chaque modèle. Les mesures typiques comprennent:
• Courbes de force vs vitesse (FV)
• Force vs Hystérésis de déplacement (FD)
• Cohérence de la force d'amortissement par rapport à la température
Les conceptions garantissent une dissipation d'énergie complète avec un rebond ou un retard minimal. Les courbes FV sont réglées en modifiant la taille de l'orifice et les propriétés du fluide.
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Amortisseurs de liquide visqueuxConforme aux normes internationales de conception et de test:
6.1 Normes américaines
• ASCE / SEI 7-22: charges de conception minimales et critères associés pour les bâtiments et autres structures (dispositions sismiques)
• AISC 341-22: Dispositions sismiques pour les bâtiments en acier structurel
• ASTM A370 / E2126: Méthodes de test mécanique pour les dispositifs structurels
• ICC-ES AC156 / AC494: Critères d'acceptation pour les dispositifs d'amortissement non structurels et structurels
• OSHPD OSP: California Sismic Compliance
6.2 Normes européennes
• EN 15129: 2018: dispositifs anti-seismiques
• EN 1998-1 (Eurocode 8): conception sismique des bâtiments
• ETAG 001 / EAD: Documents d'évaluation européens pour les produits de construction
• Marquage CE: les produits de la réunion des normes doivent être conformes à la déclaration de performance CE
6.3 Normes chinoises
• GB / T 24338.1–2009: spécification de conception pour les amortisseurs visqueux
• JGJ / T 209-2010: code pour la conception sismique des systèmes d'isolement et d'énergie
• JT / T 926-2014: Spécifications pour les dispositifs d'amortissement du pont routier
• GB 50011-2022: code pour la conception sismique des bâtiments
Tous les appareils doivent être testés par GB et en protocoles EN, y compris la fatigue à faible cycle et la stabilité de la température.
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Les amortisseurs peuvent être installés dans divers arrangements de contreventement ou d'isolement:
• Vainqueur de Chevron: monté en configurations d'infraction inversées
• Vainqueur diagonal: positionné dans une seule baie structurelle
• Amortisseurs d'isolement de base: installé entre structure et fondation
• Outrigger et liens: connexion des systèmes muraux centraux

Chaque configuration nécessite des supports de chagrin épinglés et un alignement axial pour assurer un mouvement sans restriction. Les roulements sphériques s'adaptent aux tolérances de rotation.

Conseils d'installation:
• Évitez le désalignement ou la flexion de la tige de piston
• Vérifiez la tension et la lubrification des roulements
• Test de pression après l'installation si spécifié

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• Chaque unité a testé des performances jusqu'à 100% de course et de vitesse nominales
• Durabilité cyclique: plus de 100 millions de cycles
• Les tests d'usine comprennent:
o Test de rafale hydrostatique
o Test dynamique à grande échelle (rampe de vitesse)
O Détection de fuite
O Force Calibration avec ± 5% de tolérance
La fabrication suit généralement les protocoles ISO 9001 ou AS9100. Documentation FAT et SAT disponible.

Rapports de tests et rapports de tests émis par le tiers

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• Entretien: sans maintenance dans le service standard; Aucune lubrification requise
• Résistance au feu: liquide de silicone évalué pour des températures élevées; Les joints métalliques sont ignifuges
• Facteurs de sécurité: généralement conçus avec une marge de sécurité 2,0 × pour la pression dynamique
L'inspection est recommandée après des événements sismiques ou à des intervalles à 10 ans.
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Les applications comprennent:
• Modification sismique du patrimoine et des infrastructures critiques
• Contrôle des vibrations dans les tours, les passerelles et les stades
• amortissement du vent dans les bâtiments Supertall
Étude de cas:

Une passerelle majeure présentant des vibrations induites par les piétons a été modernisée avec des amortisseurs de 40 kN. Les mesures post-installation ont montré une réduction de l'accélération de pointe de 95% et l'élimination des oscillations résonnantes.
Un autre exemple comprend les hôpitaux isolés à base utilisant des amortisseurs pour minimiser la réponse structurelle pendant les tremblements de terre, permettant une opérabilité complète après l'événement.
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