技術名稱 智慧型奈米黏性阻尼器
計畫單位 財團法人國家實驗研究院
技術簡介
台灣位處環太平洋地震帶,地震發生次數相當頻繁。目前的被動控制系統,只能依照耐震設計需求提供單一的設計阻尼係數,無法完全滿足結構物於各種耐震性能之需求。雖然目前主動控制系統可輸入外加能量,及時改變阻尼器的物理參數,以精準地控制結構物的行為。但其需要消耗龐大能量,成本高不符經濟效益。
本技術主要運用奈米粒子之群聚效應(Cluster)及奈米粒子與高分子流體分子鏈間的交互作用(Interaction),使流體隨剪切率改變而產生剪切增稠及減稀的現象,成為剪切稠變流體(Shear Thickening/Thinning Fluid),將此種流體填充於簡單構造之阻尼器中而達非線性阻尼器的特性,以滿足建築及橋梁等結構物之耐震需求。在簡單機械構造的阻尼器下,填充剪切稠變液體濃度愈高則阻尼器出力愈大,剪切稠變液體的奈米顆粒含量愈多則愈容易產生非線性行為。因此,藉由調整剪切稠變流體阻尼器中剪切稠變液體的濃度、奈米顆粒的粒徑及含量及阻尼器環間隙狀通道或孔隙狀通之大小,可以設計剪切稠變流體阻尼器的阻尼係數(C)及非線性指數(α),以達到建築及橋梁等結構物之抗震需求。
科學突破性
本發明之特點為(1)使用簡單的阻尼器構造,降低傳統阻尼器機械加工之複雜度;(2)以奈米粒子之群聚效應及其與高分子流體分子鏈間的交互作用,使流體隨不同剪切率改變而產生剪切增稠及減稀的現象,成為剪切稠變流體;(3)以剪切稠變流體之流變特性,達到適用於建築及橋梁等結構物耐震所需之非線性阻尼器特性需求。
因此,藉由調整智慧型奈米黏性阻尼器中剪切稠變液體的濃度、奈米顆粒的粒徑及含量及阻尼器環間隙狀通道或孔隙狀通之大小,可以設計流體阻尼器的阻尼係數(C)及非線性指數(α),以達到建築及橋梁等結構物之抗震需求。
產業應用性
有阻尼及減震(振)需求之產業,如營建產業之建築及橋梁等公共工程、精密機具、車輛、船舶等減震要求高之技術領域應用。
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