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【浅析】阻尼器在使用中存在的缺陷及其失效的原因
时间:2014-04-13 15:05:38     来源:禾盈集团
          塑胶旋转阻尼器软钢阻尼器一般安装于梁与支撑的节点处,在正常使用状态下整个耗能体系不发挥作用,只有在地震作用下,阻尼器才通过塑性变形来消耗地震能量。然而,在小震作用下,目前设计的建筑物能够满足抗震设  防要求,一般不需要阻尼器工作;在大震或偶然发生超过设防烈度的地震(因地震难以预测)作用下,需要阻尼器耗能以减小结构地震反应。这样,目前利用钢板平面外变形耗能的软钢阻尼器难以满足这种要求。为了最大程度发挥耗能体系的作用,阻尼器应该同时具备初始刚度大和屈服后具有良好变形耗能能力两个特点。
          阻尼器的使用并不是总是一帆风顺,国际上已经发生过多起由于阻尼器漏油,导致失效,返工的事故
          实际上,阻尼器并不像有的人想象的是个可有可无的产品。经设计的阻尼器一旦失效,不仅原来的设置目的达不到,还可能会产生预想不到的坏作用。如: 结构刚度改变,周期改变,地震力加大,引起破坏;不均匀破坏,引起扭转等附加力;变形加大引起伸缩缝处磨损破坏;支座阻尼器失效引起桥梁的破坏。 
          硅油和硅胶材料,作为化工原料阻尼器内用的硅油和硅胶两种材料,都可以在美国杜帮公司容易的买到,一种是粉色胶泥状物质,一种无色透明粘滞性液体。
          50年代开始,泰勒最先把硅胶用于减振装置中。作为一次性减振没有很高参数要求的缓冲器,至今仍用这种材料作填充器。
          60年代,泰勒阻尼器发现这种材料的温度稳定等性能极差,无法达到有高精度要求的液体弹簧和阻尼器的要求。随着硅油及密封材料及办法的研究成功,泰勒公司在液体弹簧和阻尼器成功的改用了液体硅油。也就是说,这是四十几年前,就已经被美国等先进生产厂淘汰的产品。这种落后四十多年的材料和技术为什么还有这么多厂家仍然应用?如前所述,估计主要是他们解决不了高压下的密封问题。
          据介绍,有的生产厂家,就是用装置内填充硅胶材料“putty”来实现这一屈服的,这种硅胶不适合用于长期使用的锁定装置,其理由是: 硅胶在冷热中的变化非常大,当受冷(如-10℃)时,硅胶变成很硬的固体,丧失活动性,起不了粘滞作用。当加热时(如30℃)时,硅胶会变得很稀,流动性很大,粘滞性能也会丧失。
          导热性差,这种硅胶,导热性能很差,当某部分变热,温度会上升得很快,但其它地方却变化不大,至使装置内的固液不均。因为胶泥是由橡胶粉和硅液组成,这种局部热量会使硅胶分解成原来的固液两部分,导致了不均匀的物理特性。
          长期使用性能差,在最初使用的1-2个受力循环内,硅胶作填充材料的锁定装置,看上去还可以工作。但几个循环过去,填充材料发热,就会产生硅胶变质和材料分离的现象,其滞回曲线迅速变化。阻尼器处于失控状态。
          使用这种硅胶材料,最初生产出的产品不存在漏油问题,用一段时间后,在冷热环境下油固分离,就同样会产生漏油。因以上原因胶泥为填充材料的锁定装置,从来没有经受长期荷载,上万次往复的试验报告。它无法满足实际工程的测试要求。在美国已经属于被淘汰的产品。
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