การควบคุมแบบเซมิแอคทีฟของแบริ่งที่มีตัวหน่วงของเหลวแม่เหล็กอยู่ภายในภายใต้แรงกระทำสองทิศทาง

Abstract

การใช้งานตัวหน่วงของเหลวกับสะพานเพื่อลดผลตอบสนองแผ่นดินไหวในปัจจุบันเป็นแบบกระบอกลูกสูบสร้างแรงหน่วงได้ในทิศทางเดียว ติดตั้งในบริเวณหัวเสาของสะพานได้ยากอีกทั้งทิศทางของแรงแผ่นดินไหวที่เข้ามากระทำมีทิศทางไม่แน่นอน ซึ่งมีผลต่อประสิทธิภาพการใช้งานระหว่างเกิดแผ่นดินไหว ในการวิจัยนี้ทำการพัฒนาและศึกษาคุณสมบัติของแบบแบริ่งตัวหน่วงของเหลวแม่เหล็กแบบ เซมิแอคทีฟ ที่สร้างแรงหน่วงได้สองทิศทางในแนวราบเพื่อลดผลตอบสนองแผ่นดินไหวของสะพาน ติดตั้งไว้ที่จุดเชื่อมต่อกันระหว่างคานและเสาเพื่อสลายพลังงานที่เข้ามากระทำกับโครงสร้าง แบริ่งตัวหน่วงของเหลวแม่เหล็กที่ได้พัฒนาขึ้นมีลักษณะเป็นรูปทรงกระบอก บรรจุของเหลวแม่เหล็ก และขดลวดทองแดงเพื่อสร้างสนามแม่เหล็กไว้ภายใน สร้างแรงหน่วงสูงสุดได้ 60 นิวตัน พิกัดกระแสไฟฟ้า 1 แอมแปร์ที่แรงดันไฟฟ้า 10 โวลท์ การทดสอบสมบัติทางพลศาสตร์ของแบริ่งทดสอบโดยให้ตัวหน่วงของเหลวแม่เหล็กมีการเคลื่อนที่แบบวัฏจักรด้วยความถี่ 0.5 ถึง 1.5 รอบต่อวินาที ระยะการเคลื่อนที่สูงสุด 15 มิลลิเมตรในแต่ละทิศทาง ขณะที่ควบคุมแรงหน่วงโดยการปรับปริมาณกระแสไฟฟ้าเริ่มจาก 0 แอมแปร์จนถึง 0.8 แอมแปร์ เมื่อวิเคราะห์แบบถดถอยจะได้แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่แสดงความสัมพันธ์ระหว่าง แรงหน่วง ความเร็วและปริมาณกระแสไฟฟ้าโดยที่ทิศทางการเคลื่อนที่จะไม่มีผลต่อแรงหน่วงที่เกิดขึ้น การควบคุมแบบเซมิแอคทีฟด้วยรูปแบบการควบคุมแรงหน่วงแบบหนืดผสมแรงเสียดทานที่ปรับค่าได้ของแบริ่งตัวหน่วงของเหลวแม่เหล็ก ทำการทดลองโดยการนำแบบจำลองของแบริ่งที่ได้มาควบคุมแรงหน่วงให้เป็นไปตามรูปแบบการควบคุม ทดสอบโดยให้แบริ่งเคลื่อนที่เป็นวัฏจักรด้วยความถี่ 0.5 ถึง 1.0 รอบต่อวินาที ระยะการเคลื่อนที่สูงสุด 15 มิลลิเมตร การทดสอบพบว่าแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่ได้สามารถใช้ควบคุมแรงหน่วงในรูปแบบสองทิศทางได้โดยแรงหน่วงมีความคลาดเคลื่อนประมาณ 6-11%