بررسی کارآیی کنترل فعّال در کاهش پاسخ سازه در اثر کرنش‌ سریع

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار

2 دانشجوی دکتری دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل

چکیده

سیستم های کنترل فعّال بر پایه‌ی پاسخ بدست آمده از سازه و منبع انرژی خارجی، نیروی مناسب برای کنترل پاسخ سازه را فراهم می‌نمایند. در این روند، شتاب تحریک و پاسخ سیستم در هر لحظه تعیین گشته و نیروی کنترلی مورد نیاز توسّط محرک‌هایی به سازه اعمال می‌گردد. به طور کلّی کنترل فعّال روشی موفّق برای کنترل و تخفیف آثار تحریک می‌باشد.
سیستم های کنترل فعّال به عنوان سیستم های کاهش دهنده‌ی پاسخ سازه در برابر بارهای دینامیکی از جمله زلزله مورد استفاده قرار می‌گیرند. امّا کارآیی آن‌ها در برابر نیروی ناشی از کرنش سریع، مانند پالس‌های ناشی از انفجار، مورد تردید است.
در این پژوهش، کارآیی "میراگر ویسکوز فعّال تنظیم شونده" به عنوان یکی از سیستم‌های کنترل فعّال، مورد بررسی قرار گرفته و اثر آن بر پاسخ‌های سازه تحت اثر کرنش سریع ناشی از انفجار بررسی می‌گردد. نتایج این بررسی نشان می‌دهد که عملکرد کنترل فعّال در بارهای انفجاری با ماهیت ضربه‌ای هرچند با کاهش پاسخ‌ها همراه است، امّا مانند بارهای لزره‌ای چشمگیر نبوده و استفاده از این روش‌ها در برابر بارهای انفجاری نیازمند ملاحظات و اصلاحات ویژه می‌باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Assessing the Efficiency of Active Control on Reducing Structural Response under Rapid Strain Rate

نویسندگان [English]

  • Ali Jalaeefar 1
  • Mahdi Kiani 2
1 civil engineering department, faculty of engineering and technology, north Tehran branch, Islamic Azad university, Tehran, Iran
2 Ph.D student - Babol Noshirvaini university of technology
چکیده [English]

Active control systems, employ proportional forces based on structural response and external energy source, to amend detrimental responses. Sensors are used to monitor the excitation signal and response of the structure and signals are processed via computer. Identifying stimulus acceleration and structural responses at each time instance, actuators exert control forces on the structure.
Generally active control systems are effective in regulating structural response. In this paper an active viscous damper is employed in a blast loaded structure to assess the efficiency of active control in rapid strain rates. Thus, a computer code for time history analysis is developed in MATLAB computational software because of its' useful features facilitating numerical simulations. The code is written based on the Newmark–Beta average constant acceleration method and is able to analyze structures with arbitrary degrees of freedom. It can calculate and exert required control forces using linear optimal control method.
Verification process is carried out under earthquake excitation based on authentic references. Final results show that active viscous damper reduces structural responses up to 50 percent in earthquake loads while the reduction is limited to 20 percent in blast loads. Thus, using active control systems in rapid strain rates needs special considerations due to time delay effect.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Active control
  • rapid strain rates
  • Active viscous damper (AVDS)
  • Structural responses reduction