بررسی جاذب‌های‌ انرژی مختلف برای کنترل ضربه‌پذیری و رفتار ارتعاشی در سازه‌ها

چکیده مقاله

جاذب‌های انرژی، سیستم‌ها یا موادی است که به‌طور خاص برای اتلاف انرژی جنبشی اعمالی به سازه، به شیوه‌ای کنترل‌شده، قابل پیش‌بینی و اغلب برگشت‌ناپذیر طراحی می‌شوند. وظیفه اصلی آن‌ها کاهش اثرات مخرب ضربه، شوک، برخورد و یا ارتعاش است. در هنگام استفاده از جاذب انرژی به‌جای اینکه اجازه داده شود یک نیروی ناگهانی و شدید به صورت مستقیم به سیستم اصلی منتقل شود، با گذشت زمان کوتاهی و ایجاد تغییر شکل، انرژی اعمال شده به سیستم را جذب می‌کند. در این صورت مقادیر متوسط نیروی فروریزش و انرژی رسیده شده به سیستم اصلی کاهش می‌یابد. در نهایت جاذب منجر به جلوگیری از آسیب و یا شکست سازه می‌شود. کاربرد جاذب‌های انرژی در سیستم‌های مهندسی و ایمنی مدرن شامل انواع خودروها، صنایع هوافضا و ریلی، تجهیزات حفاظت فردی، مهندسی سازه و عمران، ماشین‌آلات صنعتی بسیار فراگیر است. در سازه‌های اسکلت فلزی، انعطاف‌پذیری ذاتی در حالی که برای اتلاف انرژی لرزه‌ای مفید است، ولی می‌تواند تحت بارهای مکانیکی منجر به ارتعاشات و تغییر شکل‌های بیش‌ازحد شود. با گذشت زمان، این تنش‌های چرخه‌ای به آسیب خستگی، به خطر انداختن یکپارچگی سازه و کاهش عمر مفید سازه می‌انجامد. در این مقاله خصوصیات چندین جاذب انرژی و تأثیر استفاده از این جاذب‌ها بر روی سازه‌های مهندسی موردمطالعه قرار گرفته است. در نهایت بسته به نوع کاربرد موردنظر طراح و شرایط کاری سازه پیشنهاد بهترین نوع جاذب انرژی که بهتر است انتخاب گردد، ارائه شده و پارامترهای کلیدی برای طراحی مطرح می‌گردد.