第四章 反覆載重試驗
4.6 小結
(1) 反覆載重試驗過程中,觀察彈簧避振器的特性,可概略分為兩 部分,第一部分為螺旋彈簧初始受力產生小變形時,彈簧避振 器的側向勁度僅由螺旋彈簧去抵抗,第二部分為螺旋彈簧持續 受力產生大變形時,螺桿接觸外框而啟動束制機制,此時側向 勁度主要由螺桿與外框架擠壓提供勁度以抵抗側力,螺旋彈簧 提供的側向勁度則占少部分。
(2)
經過反覆載重試驗之後,
TEST 2
之中,裝設橡膠抗震器的彈簧 避振器由於保持在彈性階段,故只在螺桿部份產生些微磨損,但
TEST 1
之中僅裝設彈簧避振器的基座,破壞方式為螺桿和承重蓋板交接處鬆脫掉落,少部分為螺桿產生斷裂。
(3)
由於發電機重量
(5.5
噸)
大於前期研究之質量塊試體(2.32
噸)
, 再加上使用之彈簧避振器型號尺寸的不同,表 4.10,使得本試 驗與前期研究參考文獻【2
】、【3
】之彈簧避振器之破壞模式不 同,兩者比對結果如下:
YS1000A:
根據參考文獻【
2
】的結果,彈簧避振器破壞原因大概可分為幾40
項。首先受到反覆載重的影響,螺桿不斷的隔著橡膠墊圈擠壓、碰撞 到外框架,使得螺桿產生彎曲變形,甚至造成螺桿斷裂
(
如圖 4.23)
; 再者因為上方構架些微傾覆影響下,造成外框架疲勞破壞(
如圖 4.24)
。YS2400A:
由於外框較厚,螺桿直徑也比較粗,本試驗彈簧避振器破壞原因 大多在於反覆載重不斷作用下,承重蓋板與兩旁螺桿接合處的銲道受 到螺桿不斷擠壓外框架的影響,造成銲道被壓碎
(
如圖4.25)
,而同 時承重蓋板內的螺孔略為擴大(
亦或螺桿螺牙變形(
如圖4.26))
,最後 螺桿與承重蓋板銜接處鬆脫(
如圖4.27)
。(4) 如表
4.6
、表4.7
所示,將第三章所計算出之彈性勁度公式和本 試驗結果之比較,在軸向勁度方面理論公式和實驗誤差皆有一 定準確度;在側向勁度,可發現使用理論值(1) (
式3.19)
和理論 值(3) (
式3.54)
較理論值(2) (
式3.32)
和相對精準,探討其原因可 發現理論值(2)
擾態平衡法考量彈簧產生挫曲的可能性,理論值(1)
和(3)
則假設彈簧皆為彈性狀態,而由於本次試驗過程中對於 彈簧達到臨界極限載重仍有一段空間,故建議採用理論公式(1)
和(3)
進行計算。(5)
觀察其遲滯迴圈的結果,在相同油壓致動器出力條件下,可發
現
TEST 2
由於增設橡膠抗震器,彈簧避振器行為保持在彈性範圍內,四組彈簧避振器受力變形行為較為一致。相較之下,
TEST 1
遲滯迴圈較為雜亂不穩定,研判由於發電機質量不均勻分佈,導致四組彈簧避振器側向勁度不一,致使
TEST 1
之 油壓致動器出力方向,未通過發電機隔振系統之剛心,而造成 彈簧避振器之扭轉反應。41
(6)
考慮反覆載重試驗兩組不同基座裝置之比較,如圖
4.28~
圖4.30
,可發現在相同位移下,兩組試驗之遲滯迴圈消能面積相 異,如同結論( 5 )
論述之結果,研判應為Test 1
油壓致動器施 力方向未通過剛心,產生扭轉效應,並使受力較集中於幾個方 位之彈簧,損壞程度也相對較為嚴重。相較之下,發現有加橡 膠抗震器的彈簧避振器( TEST 2 )
每個方位的受力行為較為平 均,損壞程度也較小。42
43
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科技廠房及設備耐震評估與防震研究---總計畫暨子計畫:含隔振裝置之機電設備足尺寸振動台試驗研究(I)
(頁 54-58)