18新利最新登入智能结构将如何工作

:凯文Bonsor
在未来,建筑可能是由数百个大型阻尼器满先生流体稳定结构在地震。此图显示了阻尼器在地震中。18新利最新登入
照片由主公司。

与许多大自然的致命的力量,地震几乎总是毫无预警。这些破坏性和毁灭性的力量可以推翻城市在几秒钟内,留下废墟和悲剧的醒来。地震并不局限于任何一个领域的世界或任何一个赛季。尽管大多数地震只是小地震,只需要一个导致数百万美元的财产损失,成千上万的人死亡。出于这个原因,科学家们继续奉行新技术限制破坏,地震可以分发。

在卡里的主公司的实验室,北卡罗来纳州,研究人员相信他们已经开发,合作美国圣母大学研究人员最新的产品可以减少地震造成的损害。主是一个独特的物质最大的生产商之一,磁流变液先生(流体),这是使用大阻尼器内部稳定建筑在地震。液体是一种液体,改变near-solid先生当暴露于磁力,然后回到液体一旦磁力移除。

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在地震中,奥内流体阻尼器将改变从固体到液体和震动阻尼器内激活磁力。使用这些在建筑和阻尼器桥梁将创建智能结构自动对地震活动作出反应。这将限制由地震所造成的损害。在这个版本的18新利最新登入事情将如何工作先生,您将学习更多关于流体和其状态改变的能力。我们也会看看建筑,新老,可以转化为智能结构18新利最新登入。

什么是流体先生

以上,流体磁化之前。下面,液体变成固体磁化后。注意液体的发光面在上面照片和沉闷的表面下面的照片。

看着它在一个烧杯,流体先生似乎并不像一个革命性的物质。这是一个灰色、油性液体的密度比水的三倍。乍一看不太令人兴奋,但流体先生实际上是相当令人惊奇的看。

一个简单的演示由大卫·卡尔森,北卡罗来纳州的物理学家实验室,显示了固体的液体转换的能力,以毫秒为单位。18新利最新登入他把液体倒进杯里,激起它用铅笔给周围的液体。18新利最新登入然后他地方杯的底部的磁铁,和液体立即转向near-solid。进一步证明它变成固体,他把杯子倒过来,没有液体滴先生。

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典型的流体先生由这三个部分组成:

  • 羰基铁粒子——20 - 40%的液体是由这些软铁粒子直径3到5微米。干羰基铁粒子的包看起来像黑面粉,因为颗粒很好。
  • 载波液体——铁粒子悬浮在液体,通常烃油。水通常用于演示的液体。
  • 专有的添加剂——第三部分流体先生是一个秘密,但是主说这些添加剂在抑制铁粒子的重力沉降,促进粒子悬浮,增强润滑,修改粘度,抑制磨损。

先生,是什么让流体其独特的能力将从液体到固体,从固体到液体比你能眨眼睛吗?羰基铁粒子。当磁铁应用于液体,这些微小粒子排列使流体僵硬成固体。这是由于直流磁场,使粒子锁到一个统一的极性。18新利最新登入物质变得多么困难取决于磁场的强度。粒子带走磁铁,立即解锁。

虽然科学家们最近发现了许多新的应用流体先生,实际上它已超过50年。雅各Rabinow因发现流体先生在1940年代在美国国家标准局(现在的工作国家标准与技术研究院)。

直到1990年,几乎没有液体先生申请因为没有适当的控制方法。今天,有数字信号处理器和快速,廉价的电脑可以控制磁场应用于流体。应用这项技术包括鹦鹉螺运动设备,衣服洗衣机减震器,汽车减震器和先进的腿假肢。

在下一节中,我们将着眼于这个先生的地震应用技术,这可能会产生最大的影响在挽救生命和防止建筑物的倒塌。

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建筑和桥梁

摩天大楼和长桥梁易受共振由强风和地震活动。为了减轻共振效果,重要的是要建立大阻尼器设计打断共振波。如果这些设备不到位,可以动摇到地面建筑和桥梁,是见证了随时会发生地震。

阻尼器是用于机器,你可能每天使用,包括汽车悬架系统和衣服洗衣机。如果你看一下洗衣机的东西是如何工作的文章,你会18新利最新登入发现阻尼系统使用摩擦来吸收振动的一些力量。阻尼系统建设要大得多,也旨在吸收地震的强烈冲击。阻尼器的大小取决于建筑的大小。抑制系统的分类有三种:

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  • 被动——这是一个不受控制的阻尼器,不需要输入功率。他们通常很简单,低成本,但无法适应不断变化的需求。
  • 活跃的有源阻尼器力发电机,积极推动结构来抵消扰动。他们完全可控,需要大量的权力。
  • 半主动——结合被动和主动阻尼的特性。而不是推动他们抵消运动控制结构减少运动阻力。他们是完全可控的要求输入功率。与活跃的设备他们没有可能失控,破坏结构。磁流变阻尼器半主动设备改变阻尼水平通过改变目前提供给内部的数量电磁铁先生的控制流的流体。
全面,流体阻尼器,长1米,重250公斤。这一个阻尼器可以施加20吨(200000 N)的力量。
照片由主公司。

在流体阻尼器,一个电磁线圈是围绕三个部分活塞。约5公升的流体先生是用来填充阻尼器的主室。地震时,传感器连接到大楼将信号计算机提供阻尼器与一个电荷。这个电荷磁化线圈,把液体从液体到near-solid先生。现在,电磁铁将脉冲振动波及建筑。这个振动将导致流体改变先生从液体到固体每秒数千次,并可能导致流体的温度上升。一个热膨胀蓄电池是固定阻尼器顶部的住房,以便加热流体的膨胀。这种蓄电池阻止流体膨胀的危险上升压力。

建筑配备流体阻尼器先生将减轻振动地震时。

根据建筑的规模,可能会有一系列可能数以百计的阻尼器。每个阻尼器将坐在地板上,被附加到雪佛龙焊接到钢横梁的括号。随着建筑开始动摇,阻尼器将来回移动,以弥补的振动冲击。磁化时,MR流体增加阻尼器可以施加的力。

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