تحلیل سامانه جداساز الاستومری – لغزشی ESI

Abstract

در این مقاله، سامانه جداساز لرزه‌ای الاستومری-لغزشی جدیدی معرفی گردیده است. جداساز مزبور از یک هسته لاستیکی که بین حلقه‌های فولادی لغزشی محصورشده، تشکیل گردیده است. در این سامانه، بار قائم مستقیماً بر روی هسته لاستیکی وارد می‌گردد. مکانیزم اصطکاکی موجود در سامانه یادشده، نیروهای جانبی ناشی از باد، ارتعاشات محیطی و زلزله‌های خفیف را کنترل کرده؛ هنگام وقوع زلزله‌های شدید سبب کاهش انتقال نیروهای جانبی به سازه فوقانی می‌گردد. پس از پایان ارتعاشات ناشی از زلزله، قابلیت کشسانی لاستیک باعث ایجاد نیروی بازگشتی شده، تغییرشکل‌های پس‌ماند در تکیه‌گاه را به‌شدت کاهش می‌دهد. از دیگر مزایای این سامانه، سهولت ساخت و ارزان‌تر بودن نسبت به جداسازهای متداول است. در این مقاله به کمک نرم‌افزار اجزای محدود انسیس تنش‌های اجزای مختلف سامانه پیشنهادی تحت بارگذاری فشاری و فشاری- برشی مطالعه شده است. برای مدل‌سازی سطوح تماس از المان‌های contact و برای شبیه‌سازی لاستیک از المان‌های Solid185 هشت گرهی با قابلیت ابرکشسانی استفاده شده است. مطالعات فوق نشان داد که سختی قائم و جانبی مناسبی توسط اندرکنش حلقه‌های فولادی و هسته الاستومری ایجاد می‌گردد؛ همچنین تحت بارگذاری قائم طراحی تمام تنش‌ها به مراتب کمتر از حد مجاز هستند. حلقه‌های فولادی با کنترل کرنش‌های جانبی لاستیک، سختی قائم سامانه را به‌صورت فوق‌العاده‌ای افزایش می‌دهند. به طوری که در نمونه مورد مطالعه تحت اثر بار قائم ۱۰۰ کیلونیوتن، مقدار سختی قائم سیستم به 131 کیلونیوتن بر میلیمتر می رسد. در اثر حرکت جانبی، بخشی از بار قائم به حلقه‌های فولادی منتقل‌شده که ضمن تنش‌زدایی از هسته لاستیکی، سبب افزایش میرایی اصطکاکی سامانه می‌گردد به طوری که در نمونه مورد مطالعه تحت اثر بار قائم ۱۰۰ کیلونیوتن، مقادیر تنشهای sx (در امتداد تغییرمکان جانبی) و sz و sy در هسته لاستیکی، تحت کرنش برشی 200 درصد ، به ترتیب ۲۵ و ۵۰ درصد و ۵1 درصد نسبت به حالت بدون تغییرمکان جانبی کاهش‌ می یابد.