Ochrona budynków metodą adaptacyjnego tłumienia drgań
wywołanych pojazdami szynowymi z wykorzystaniem materiałów inteligentnych.
Kierownik projektu:
dr inż. Bartłomiej Dyniewicz
Zespół:
|
|
Celem projektu jest przeprowadzenie badań pozwalających zaproponować nowy sposób posadowienia toru, przeznaczonego do przejazdu pojazdów szynowych w obszarach szczególnie zagrożonych wpływem na otoczenie drgań, wywołanych ruchem pojazdów szynowych. Konstrukcja będzie przeznaczona do układania na wybranych odcinkach, w otoczeniu obiektów zabytkowych oraz wrażliwych budynków, jak np. filharmonie, teatry, budynki mieszkalne położone w bezpośrednim sąsiedztwie tuneli metra, torowisk tramwajów i kolei miejskich. |
|
Na uszkodzenia wywołane otaczającą infrastrukturą narażone są zwłaszcza budynki zabytkowe. Historyczne obiekty murowane są kruche, mało podatne na odkształcenia. Głównym powodem uszkodzeń jest niska podatność materiału, która uniemożliwia poddawanie się nadmiernym chwilowym bądz długotrwałym odkształceniom. Negatywny wpływ infrastruktury na otaczające budynki, szczególnie zabytkowe, zmusza nas do podjęcia działań w kierunku obniżenia niekorzystnych oddziaływań zewnętrznych. W tym celu przyjmujemy koncepcję modyfikacji konstrukcji toru, tak aby można było wpływać na jego własności dynamiczne. Czynnikiem zmiennym może być wielkość obciążenia, prędkość ruchu, efekt sprzężeń dynamicznych, a także temperatura zewnętrzna, zmieniająca np. siły osiowe w szynach.
|
|
W ramach projektu LIDER zajmiemy się stabilizacją torowiska poprzez adaptacyjne tłumienie drgań wywołanych przejazdem pojazdów szynowych, z wykorzystaniem inteligentnych materiałów. Własności poszukiwanego materiału tłumiącego określimy na podstawie obliczeń analitycznych, symulacji numerycznych oraz badań stanowiskowych układu wyposażonego w tłumiki magnetoreologiczne sterowane półaktywnie (rys 1).
|
Rys. 1. Schematyczne przedstawienie koncepcji współdziałania układu belek,
prowadzącego do obniżenia poziomu amplitud przemieszczeń.
We wstępnych pracach badawczych wykazano, że układ dwóch równolegle umieszczonych belek (w tym przypadku szyn) połączonych sterowanymi półaktywnie tłumikami pozwala obniżyć amplitudy przemieszczeń, prędkości i przyspieszeń w stopniu kilkakrotnie wyższym niż układ z permanentnie sprzęgniętymi belkami (rys 2).
|
 |
Rys. 2. Przemieszczenia belki sterowanej czterema tłumikami pod jadącym obciążeniem.
Linia kreskowa obrazuje stan pasywny, linia ciągła stan sterowany.
Ze względów ekonomicznych dążymy do stworzenia rozwiązania taniego. Złożony układ dynamiczny, pozwalający na zewnętrzne sterowania jego parametrami, będzie wykorzystany do badań. Ostatecznym celem jest zastąpienie go układem prostym, w którym czynnikiem decydującym o własnościach dynamicznych i w efekcie o skuteczności działania będzie materiał inteligentny, o odpowiednio dobranych własnościach reologicznych. Dobór takiego materiału inteligentnego nie jest prosty. Wymaga analizy dynamicznej zarówno proponowanego układu stabilizującego wstrząsy jak i budowli, którą zamierza się chronić. |
