阻尼器小知识 是避震器的小零件 也是101里的大圆球

作者&投稿:长孙莎 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
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避震器大多以弹簧来吸收震动的能量,当避震器中的弹簧由压缩状态中回复,向上送出弹簧伸张力时,还需要阻尼器去减缓其力量,让避震的过程比较舒缓。

(101大楼里的阻尼器;图片取自 维基百科-BreakdownDiode)

 

日本避震装置大厂KYB近日惊爆做出假的抗震数据,且承认曾把未符合标准的设备卖到台湾,引起轩然 *** 。营建署表示,将发函各县市 *** ,全面清查辖境内采用KYB相关避震阻尼器的建筑物。

 

什么是阻尼器?

 

阻尼器英文叫damper或shock absorber,其品件可大可小,小的常用于汽机车避震器内部,大的阻尼器则应用在高楼大厦,如101最著名的金色圆球体阻尼器,重达800吨左右。

 

避震器大多以弹簧来吸收震动的能量,但弹簧压缩、伸张的过程十分直接,如果机车避震器只用粗糙的弹簧设计,骑那台车一定会很痛苦。当避震器中的弹簧由压缩状态中回复,向上送出弹簧伸张力时,还需要一个设计去减缓其力量,让避震的过程比较舒缓。这个减缓弹簧伸张力的设计就是阻尼器。避震器好坏的差异,有一部份取决于阻尼器的设计,简单的阻尼器只靠著避震器中活塞与套筒之间的摩擦力,或是油的压缩等等。复杂的阻尼器则用上许多物理原理,尽量让震动消解的过程平滑流畅。

 

101里的大型阻尼器以什么原理运作?

 

101的阻尼器分别由一颗重达800吨的大球,以及与之连接的弹簧、油压缓冲系统与阻尼器构成,其全名为「调谐质量阻尼器」( Tuned Mass Damper,TMD)。为什么一颗大球吊在101大楼内部上方能抵消地震、强风造成的摇晃呢?

 

这是因为重量越重的物体越不容易移动。将一颗大铁球吊在单杠下方,然后向它丢乒乓球,大铁球几乎不会动,而乒乓球会飞得老远;类似的道理,如果把大铁球、小木球、乒乓球都吊在单杠上,然后用脚踹单杠、造成单杠的震动,这时重量越轻的球晃动得越厉害,最重的大铁球则几乎没什么动。

 

利用上述的原理,在101大楼内部吊一个超重的球体,就能在建筑物内部打造一个稳定、比较不会摇晃的物体;然后,再用弹簧、油压缓冲系统、阻尼器与球体连接,这样101大楼受到地震、强风而产生的摇晃动能,可透过一系列的缓冲系统传向相对稳定的球体,把部份动能消耗掉。

 

其实这就好比将101大楼以缓冲系统与另一栋较稳固的大楼连结在一起,两方互相撑持,自然比较能够对抗强风、地震,只是工程师将那个稳固的大楼转化为超重、因而不易晃动的球体,内建在101大楼里面。

 

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