کنترل ارتعاشات سازه ها با استفاده از سیستم های جاذب انرژی غیرخطی ارتعاشی- ضربه ای

یکی از روش های جدید کنترل ارتعاش سازه ها و کاهش پاسخ لرزه ای آنها، استفاده از سیستم جاذب انرژی غیرخطی ارتعاشی- ضربه ای است. در این سیستم یک جرم برروی کف سازه ای به گونه ای تنظیم شده است که فاصلۀ مشخصی از دیوارۀ غیرارتجاعی متصل به جرم طبقه دارد. جرم جابه جا شده در اثر تحریک سازه با دیوارۀ غیرارتجاعی برخورد می کند که باعث ایجاد ضربه و جذب انرژی می شود. در تحقیق حاضر جاذب انرژی ارتعاشی- ضربه ای با بهینه یابی پارامترهای آن به طور هم زمان شامل نسبت سختی و فضای آزاد حرکت مورد مطالعه قرار گرفته است. الگوریتم جستجوی هماهنگی به عنوان یک روش فرا اکتشافی جدید به طور مؤثری اختصاصی شده و برای مسئله بهینه یابی پیوسته فوق الذکر به کار گرفته شده است. نشان داده شده است که سیستم بهینه شدۀ متصل به سازه قادر است که با سازه اولیه در بازه وسیع فرکانسی اندرکنش داشته باشد. پاسخ کنترل شدۀ مورد نظر در مجموعه ای از قاب های خمشی فولادی کوتاه و میان مرتبه از طریق تحلیل های دینامیکی تاریخچه زمانی غیر خطی مورد ارزیابی قرار گرفته است. توانایی این نوع جاذب انرژی در اتلاف انرژی لرزه ای ورودی به سازه ها و توانایی آنها در کاهش مؤثر پاسخ سازه ها از طریق ضربه های ارتعاشی بین جرم جاذب انرژی و جرم طبقه با استخراج شاخص های عملکردی متعدد و طیف های فوریه مورد توجه قرار گرفته است. با توجه با شبیه سازی های عددی انجام شده برروی مدل های سازه ای تعریف شده، سیستم کنترلی بهینه شده باعث باز توزیع انرژی از مودهای ارتعاشی پایین با فرکانس کم و دامنۀ ارتعاش زیاد به مودهای ارتعاشی بالاتر با فرکانس زیاد و دامنۀ ارتعاش کم می شود که منجربه کاهش مطلوب پاسخ های سازه ای شده است.