میراگر ویسکوز

در ابتدا از میراگرهای ویسکوز (Viscous Damper🕵️‍♂️) در برنامه های دفاعی و جنگ سرد استفاده شد. پس از پایان جنگ سرد تکنولوژی میراگرهای سیال که محرمانه بود برای استفاده تجاری و عمومی مورد استفاده قرار گرفت. استفاده از میراگر های ویسکوز  برای محفاظت از ساختمان ها در برابر باد و زلزله از سال 1990 رواج پیدا کرد. تکنولوژی میراگرهای ویسکوز برای ورود به ساختمان های مهندسی نیاز به توسعه بسیار کمی داشت چراکه که دولت آمریکا در طول جنگ سرد هزینه قابل توجهی در جهت توسعه طراحی میراگر مطلوب صرف کرده بود (با آزمایشات گسترده ای که سازمان نظامی آمریکا و بخش دفاعی آن انجام داده بود⚗).

میراگرهای ویسکوز جز سیستم های کنترل غیر فعال و میراگرهای متناسب با سرعت طبقه بندی میشن. سیستم های اتلاف گر وابسته به سرعت هیچ آستانه حرکتی برای اتلاف انرژی ندارن (برخلاف میراگرهای وابسته به جابجایی) و حتی در بارهای بسیار کم هم باعث اتلاف انرژی میشن.

میراگرهای ویسکوز به سه دسته تقسیم می شوند:

1- میراگر ویسکوز کاسه سیلندری:

این میراگر شامل سیلندرهای  داخلی و خارجیه ثابت با شعاع r3  و r2 است و یک پیستون استوانه ای توخالی متحرک با شعاع میانی r1 داخلش قرار میگیره.

2- میراگرهای ویسکوز دیوار لزج:

این میراگر دارای یک پیستون است و توسط یک ورق فولادی در برابر حرکت در صفحه خودش مقید میشه و درون یک ظرف فولادی مستطیلی باریک پر شده از سیال لزج قرار میگیره. نصب این میراگر در سازه بگونه ای است که پیستون به کف بالایی قاب و ظرف به کف پایینی متصل میشه. حرکت بین صفحه ای باعث برش سیال و درنتیجه اتلاف انرژی میشه.

3- میراگرهای ویسکوز تیلر

در دو میراگر ویسکوز کاسه سیلندری و دیوار میراگر ویسکوز چگالی اتلاف انرژی نسبتا پایینه، یعنی تعداد قابل ملاحظه ای از این میراگرهای سنگین جهت کنترل موثر پاسخ سازه های بزرگ مورد نیازه. به همین دلیل در سال های اخیر از میراگرهای ویسکوز تیلر با توجه به کارایی بیشتری که در اتلاف انرژی دارن، استفاده میشه.

میراگرهای ویسکوز تیلر از یک پیستون سوراخ دار درون سیلندری که حاوی سیالی با غلظت بالاست تشکیل شده است. در این میراگرها با استفاده از عبور مایع لزج از داخل سوراخ پیستون، انرژي مستهلک میشه.  این میراگرها حساسیتی نسبت به تغییرات حرارتی نداشته و بدلیل عدم دارا بودن ساختمان جامد تحت پدیده خستگی قرار نمیگیره، اما طول عمر اون نسبت به طول عمر سازه کمه.

رابطه بین نیرو و سرعت در این میراگرها بصورت زیر است:

در رابطه بالا F نیروی میراگر، V سرعت نسبی عبور سیال از روزنه، C ضریب میرایی که با توجه به مشخصات میراگر تعیین میشه و α یک توان که رفتار میراگر رو بیان میکنه که مقدار اون معمولا از 0.3 تا 1.95 میتونه تغییر کنه.

میراگرهای با 1=α را میراگر ویسکوز خطی می نامند، که در اون نیروی میراگر متناسب با سرعته. میراگرها با α بزرگتر یا کوچکتر از یک رو میراگرهای ویسکوز غیر خطی میگن که میراگرهای با α بزرگتر از یک معمولا به علت اتلاف انرژی کم و ماهیت نیروی اینرسی در آن عملا کاربرد سازه ای ندارند ولی میراگرهایی با α  کوچکتر از یک در کم کردن بیشینه سرعت در تحریکات لرزه ای خیلی مفیدن.