Συστήματα απορρόφησης ταλαντώσεων με κράματα μνήμης σχήματος και στοιχεία αρνητικής στιβαρότητας

Αποστολόπουλος, Αναστάσιος; Apostolopoulos, Anastasios

dc.contributor.author	Αποστολόπουλος, Αναστάσιος	el
dc.contributor.author	Apostolopoulos, Anastasios	en
dc.date.accessioned	2024-04-12T09:27:32Z
dc.date.available	2024-04-12T09:27:32Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/59149
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.26845
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Σεισμική μόνωση	el
dc.subject	Απορρόφηση κραδασμών	el
dc.subject	Κράματα μνήμης σχήματος	el
dc.subject	Αρνητική στιβαρότητα	el
dc.subject	Εφέδρανα	el
dc.subject	Seismic isolation	en
dc.subject	Bearings	en
dc.subject	Negative stiffness	en
dc.subject	Shape memory alloys	en
dc.subject	Vibrations absorber	en
dc.title	Συστήματα απορρόφησης ταλαντώσεων με κράματα μνήμης σχήματος και στοιχεία αρνητικής στιβαρότητας	el
dc.title	Vibration absorbers with shape memory alloys and negative stiffness elements	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Αντισεισμικός σχεδιασμός	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2023-10-24
heal.abstract	Η σεισμική μόνωση θεωρείται ως η πιο καταξιωμένη μέθοδος αντισεισμικής προστασίας μιας και στοχεύει στον περιορισμό των σεισμικών δράσεων αντί στην ενίσχυση της φέρουσας ικανότητας της κατασκευής.Πράγματι,αυτή η τόσο απλή ιδέα της δυναμικής αποσύζευξης της ανωδομής από τo υπόλοιπο τμήμα δεν αποτελέι πρόσφατο εύρημα.Αντίθετα, μάλιστα φαίνεται ότι ήταν ελκυστική από το μαυσωλείο του Cyrus the Great το 500 π.Χ ,τα διπλώματα ευρεσυτεχνίας που κατατέθηκαν τον 20ο αιώνα,το Imperial Hotel στο Τόκυο εως και τη σημερινή εποχή.Η ωρίμαση αυτής της σκέψης σε συνδυασμό με την εξέλιξη των υλικών οδήγησε στην καθιέρωση αξιόπιστων συστημάτων αντισεισμικής προστασίας.Σε αυτό το πλαίσιο αναπτύχθηκαν τα ελατήρια αρνητικής στιβαρότητας αλλά και τα κράματα μνήμης σχήματος (Shape Memory Alloys) τα οποία μπορούν να χαρακτηριστούν και ως «έξυπνα» υλικά δίνοντας νέες διαστάσεις στα συστήματα σκέδασης της ενέργειας.Ο ταλαντωτής ΚDamper αποτελεί μία καινοτόμα ιδέα απορρόφησης κραδασμών η οποία βασίζεται στον βέλτιστο συνδυασμό κατάλληλων στοιχείων στιβαρότητας, ένα από τα οποία διαθέτει αρνητική σταθερά και παρουσιάζει σημαντικά πλεονεκτήματα.Στην παρούσα εργασία θα διερευνηθεί για πρώτη φορά η απόδοση του ΚDamper,το οποίο θα αποκαλείται από εδώ και στο εξής KD-SMA μιας και έχουμε προβεί σε αντικατάσταση των γραμμικών συμβατικών ελατηρίων με κράματα μνήμης σχήματος τα οποία διαθέτουν βρόγχο υστέρησης ικανό να απορροφήσει μεγάλη ποσότητα ενέργειας ενώ παράλληλα οι παραμένουσες παραμορφώσεις κατά την αποφόρτιση είναι μηδενικές. Όσον αφορά στη δομή που ακολουθείται, αφού γίνει μια εισαγωγή στη σεισμική μόνωση (Κεφάλαιο 1ο) θα περάσουμε από τα πιο συμβατικά συστήματα απορρόφησης κραδασμών,τα εφέδρανα (Κεφάλαιο 2ο) στους αποσβεστήρες συντονισμένης μάζας (Κεφάλαιο 3ο).Έπειτα, θα ακολουθήσει μια σύντομη περιγραφή των ιδιοτήτων των κραμάτων μνήμης σχήματoς η οποία θα πλαισιωθεί από μία αριθμητική εφαρμογή,μία διερεύνηση παραμέτρων (Κεφάλαιο 4ο).Στη συνέχεια,αφού παρουσιάσουμε το πως ορίζεται η αρνητική στιβαρότητα θα θέσουμε τη βασική αρχή λειτουργίας του ΚDamper (Κεφάλαιο 5ο), το οποίο θα τροποποιήσουμε κατάλληλα με Shape Memory Alloys δημιουργώντας το KD-SMA,η απόδοση του οποίου θα εξεταστεί εκτενώς σε δύο αριθμητικές εφαρμογές (Κεφάλαιο 6ο).Κλείνοντας,θα αναφέρουμε επιλεγμένα συμπεράσματα που προέκυψαν (Κεφάλαιο 7ο),καθώς και προτάσεις για μελλοντική έρευνα (Κεφάλαιο 8ο).	el
heal.abstract	Seismic isolation is considered to be the most established method of earthquake protection since it aims to limit seismic actions rather than to enhance the load-bearing capacity of the structure. Indeed, this simple idea of dynamic decoupling of the superstructure from the rest of the segment is not a recent finding. On the contrary, it even seems to have been attractive from the mausoleum of Cyrus the Great in 500 BC, the patents filed in the 20th century, the Imperial Hotel in Tokyo and even the present day. The maturation of this thought combined with the development of materials led to the establishment of reliable earthquake protection systems. In this context, negative stiffness springs were developed, as well as shape memory alloys (SMA), which can also be characterized as "smart" materials, giving new dimensions to energy dissipation systems. The KDamper oscillator is an innovative shock absorption concept which is based on the optimal combination of suitable robustness elements, one of which has a negative constant and presents significant advantages. This document will investigate the performance of the KDamper, which will be called KD-SMA from now on, since we have replaced the linear conventional springs with shape memory alloys that have a hysteresis loop capable of absorbing a large amount of energy, while at the same time the residual deformations during unloading are zero. As for the structure followed, the document starts with an introduction to seismic isolation (Chapter 1), following with the most conventional shock absorption systems, the bearings (Chapter 2) and the tuned mass dampers (Chapter 3). Then, a brief description of the properties of shape memory alloys will follow, which will be framed by a numerical application, an investigation of parameters (Chapter 4). After presenting how the negative robustness is defined, we will establish the basic operating principle of the KDamper (Chapter 5), which is modified appropriately with Shape Memory Alloys creating the KD-SMA, whose performance will be extensively examined in two numerical applications (Chapter 6).Finally, selected conclusions that have been reached (Chapter 7), as well as suggestions for future research are repored (Chapter 8).	en
heal.advisorName	Σαπουντζάκης, Ευάγγελος	el
heal.committeeMemberName	Τριανταφύλλου, Σάββας	el
heal.committeeMemberName	Αντωνιάδης, Ιωάννης	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Πολιτικών Μηχανικών. Τομέας Δομοστατικής. Εργαστήριο Στατικής και Αντισεισμικών Ερευνών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	116 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false