低容量液流阻尼器之元件測試

器 1 支（記為 TOKIWA）及清瑞機械自行生產組裝的阻尼器 2 支（記 為 CRM_1 及 CRM_2 各 1 支）所進行。低容量液流阻尼器元件外觀 尺寸如圖 4.1 所示。

4.2.1 元件測試構架

元件測試構架之設計如圖 4.2 所示，係利用一 H 型鋼（基礎底座）

與反力座將 1.5 噸油壓致動器安裝於 H 型鋼上之適當位置。此設計是 參考日本豐田工業高等專門學校在測試低容量液流阻尼器元件時之 構架，該構架設計的目的在模擬液流阻尼器應用於木造結構梁柱接頭 間之安裝模式。為能量測阻尼器之出力，乃於致動器與阻尼器固定端 間安裝一荷重元（Load Cell）直接進行量測。圖 4.4~4.5 為元件測試 構架設計圖及組裝完成照片。由試體夾具的迴轉中心至致動器連接位 置距離為 300 mm，阻尼器裝設角度約為 45 度，測試阻尼器均以

Φ=5mm 之螺絲鎖固。

為得到液流阻尼器之遲滯迴圈，必須將荷重元量測之力量與致動 器量測之位移，透過幾何換算為阻尼器之軸力及軸向位移。如圖 4.3 所示，為暸解致動器輸出位移 u 與擾動轉角θ及阻尼器水平夾角ϕ之 關係，當致動器水平位移 u 時，與擾動轉角之關係為u = Lsinθ ，而

(

^'⋅cosϕ

)

−

=W T

u 。當擾動角度為θ，由

(

^{L 'cosθ}

)

^{−a'得到阻尼器之垂}

直向長度，接著由^{W −}

(

^{L 'sinθ}

)

得到阻尼器之水平向長度，將水平向 長度與垂直向長度平方和開根號可求出擾動θ 角度時液流阻尼器之 長度T ，阻尼器之軸向位移即為^' T-T 。液流阻尼器之軸力可由荷重^' 元量測之力量乘上cos 即可計算出。 ϕ

4.2.2 試驗規劃與量測系統

本研究規劃以簡諧波進行一系列之元件測試，測試項目包含測試 頻率（Ω）及轉角（θ）兩項參數，而轉角（θ）為致動器輸出位移 除上致動器連接點至迴轉中心之距離 L，如圖 4.2。試驗共考慮五種 不同頻率（0.5Hz、1.0Hz、2.0Hz、3.0Hz、及 5.0Hz），以驗證液流 阻尼器在各種不同擾動頻率下之特性；每一測試頻率之下，均考慮五 種不同轉角（1/480、1/240、1/120、1/60 及 1/30rad）。為了測試液 流阻尼器之穩定性，每一種測試組合均進行 10 個循環。相關測試條 件及組合歸納於表 4.1。

元件測試所使用之儀器設備列舉如下：

(A) MTS 1.5tf 油壓致動器（圖 4.6）：用以提供測試機構之軸向往復加

載，其規格參閱表 4.2。

訊號擷取整理置電腦中，再由電腦進行資料的存取，其規格參閱 表 4.3。

(C)2.0tf 荷重元（圖4.7）：用以量測致動器反力，並換算出液流阻尼 器之軸向出力，其規格參閱表4.4。

(D) 筆記型電腦：供資料儲存與分析之用，其規格參閱表 4.5。

4.2.3 試驗結果與分析

比較三支阻尼器之遲滯行為，在每個頻率之擾動轉角為 1/480rad 時，TOKIWA 阻尼器之出力與遲滯迴圈飽滿度均優於 CRM_1 及 CRM_2 阻尼器，如圖 4.9、4.14、4.19、4.24 及 4.29；隨著擾動轉角 增大（1/240rad、1/120rad、1/60rad 及 1/30rad），CRM_1 及 CRM_2 阻尼器之遲滯迴圈面積逐漸大於 TOKIWA 阻尼器，證明清瑞機械自 行生產之液流阻尼器在變位相對較大時其性能優於日本液流阻尼器。

比較 CRM_1 及 CRM_2 兩支液流阻尼器於各個測試條件之性 能，CRM_2 無論是出力及遲滯迴圈飽滿度都比 CRM_1 優異。只有 當頻率 3Hz，擾動轉角為 1/30rad 時，CRM_1 遲滯迴圈面積大於 CRM_2，如圖 4.28。各式阻尼器於不同擾動頻率及轉角所得之遲滯 迴圈如圖 4.9~圖 4.33 所示。

線圖。圖 4.35 為各式阻尼器於不同擾動頻率及速度的最大出力變化 曲線圖。結果顯示，CRM_2 阻尼器於不同擾動轉角下均有較大的出 力，且隨著擾動頻率的增大，其差異更趨明顯。整體而言，清瑞機械 所提供之 CRM_1 與 CRM_2 兩支阻尼器有較佳的表現，且由曲線圖 可以看出在高頻 (2Hz、3Hz、5Hz) 時 CRM_2 阻尼器之出力曲線較 平滑穩定，相關數值整理於表 4.6~表 4.10，其中 MAX 值為最大拉力，

min 值為最大壓力，均值為¹₂

(

^{MAX + min}

)

^。

在文檔中 低容量液流阻尼器之性能測試與應用 (頁 101-105)