5
МАЙ 2009
Ч — і/
^ “
!7
Ч1.~
V
'Т ^ Р
Ч — V
ч ^ р
чі“ р
ч л - щ /
чМ р
ч ^ р
'чГ_!Р
Ч * = М /
Схема расположения демпферов
в многоэтажном здании
мостойкость даже не слишком проч-
ной конструкции. LORD является
крупнейшим в мире производите-
лем так называемой MR-жидкости
(magnetorheological fluid). Это веще-
ство легко меняет свое состояние
с жидкого на твердое и наоборот.
Этот материал позволяет сделать
структуру здания, частью которого он
является, более гибкой и приспособ-
ленной к воздействию внешних сил.
Использование подобного вещества
полностью опровергает доктрину
о том, что для повышения сейсмо-
стойкости нужно повышать жесткость
здания.
Сама легендарная MR-жидкость
представляет собой серую вязкую
массу, более густую, чем вода, но
все же текучую, немного поблескива-
ющую. Гораздо интереснее наблюдать
ее «в действии». Ведь достаточно
поболтать карандашом в стакане
с MR-жидкостью (взболтать), а потом
приставить магнит ко дну стакана,
как она становится практически
твердой — в считаные секунды! Если
теперь перевернуть стакан — жид-
кость, а точнее кусок полученного
материала, не выльется. Или не выва-
лится.
MR-жидкость состоит из трех ком-
понентов:
— частицы карбонила железа (20-
40% состава) диаметром 3-5 мик-
рометров. Именно они обладают
магнитными свойствами и спо-
собствуют превращению жидкости
в твердый материал. Собственно, от
плотности магнитного поля вокруг
и зависит плотность получаемого
в результате затвердевания мате-
риала;
— жидкий носитель — обычно масло,
в котором плавает карбонил железа.
Это жидкая составляющая MR-жид-
кости;
— дополнительный компонент, кото-
рый компания LORD держит в сек-
рете. Если просто смешать частицы
железа с маслом, то MR-жидкость,
конечно, не получится: корпорация
держится за свое ноу-хау.
Надо сказать, что жидкость, которая
превращается в твердую субстанцию
мгновенно под воздействием маг-
нитного поля, пытались изобрести
давно. Американский ученый Джейкоб
Рэбиноу получил патент на подоб-
ный материал еще в 1940-х годах, но
дальше патента дело не продвинулось.
Проблема как Рэбиноу, так и других
ученых была в невозможности четко
контролировать магнитные поля и,
соответственно, переходы жидкости
из одного состояния в другое. Но поя-
вившиеся в 1990-х микропроцессоры
позволили решить эту проблему.
Теперь обратим внимание на сейс-
мическую сторону вопроса.
В результате сейсмической актив-
ности частота колебаний высоких зда-
ний и длинных мостов может совпасть
с их собственной частотой колебаний,
что приведет к резонансу и, соот-
ветственно, к разрушению. Поэтому,
к примеру, мосты опираются на очень
массивные, монолитные быки — во
избежание эффекта резонанса и обру-
шения. Опять же чем чаще располо-
жены опоры, тем меньше вероятность
катастрофы.
MR-жидкocть позволяет создавать
специальные амортизаторы для
зданий, демпфирующие устройства.
Амортизаторы, работающие по раз-
личным принципам, используются
повсеместно. Схема использования
демпфирующих устройств для зда-
ния показана на рисунке. Когда сей-
смическая обстановка не вызывает
проблем, МК-жидкость хранится
в твердом состоянии. Когда земля
начинает активизироваться, конт-
роллер посылает сигнал, магнитные
поля отключаются/включаются
в зависимости от того, куда «кре-
нится» здание, и жидкость, переме-
щаясь, гасит волны и даже смещает
центр тяжести здания, позволяя
тому балансировать, подобно кана-
тоходцу.
ДЛИНА МЯ-ДЕМПФЕРА СОСТАВЛЯЕТ ОКОЛО 1 МЕТРА,
ВЕС - 250 КИЛОГРАММОВ, ТАКОЙ ДЕМПФЕР МОЖЕТ
ПОГАСИТЬ 20-ТОННУЮ НАГРУЗКУ.
Схема МИ-жид костного демпфера
1. Расширительный бачок для жидкости
2. Трехсекционный поршень
3. Мй-жидкость
и.
Магнитные волны
5. Направление движения поршня
предыдущая страница 32 Что нового в науке и технике 2009 5 читать онлайн следующая страница 34 Что нового в науке и технике 2009 5 читать онлайн Домой Выключить/включить текст