新闻资讯

液体粘滞阻尼器发展历史的飞跃和教训

发布时间：2019-09-16    作者：陈永祁

液体粘滞阻尼器在上世纪80年代有一个技术上的大飞跃。美国泰勒公司在经过大量阻尼器试验后，采用了双出杆、小孔激流的内部构造，使阻尼器高度平衡，这种新型阻尼器把使用单出杆、带阀门和储油库的落后阻尼器远远甩在后面，开创了阻尼器的新纪元，它不仅不需要使用5--10年后更换供油系统，也无需重新更换气囊（见Constantinou的译语），也就是淘汰了卡壳的阀门装置。

在阻尼器的发展历史上，下表几个国际阻尼器品牌的破产和造假带给了我们沉痛的教训。其中Jarret--Enidine Structures 在美国的加州州府的建筑工程中使用的250多个阻尼器总的测试中，30%的阻尼器测试不合格，导致了公司的破产。从那以后世界上就没有再增加阻尼器厂家新制造这种落后的阻尼器产品。就是生产了核电锁定装置多年的德国LISGA和法国的GUIRI 都试产不带阀门和外油库的速度锁定器。但在我国最近却有了桥梁上带阀门和油库的阻尼器，对这种阻尼器的生产厂，如果能把全部测试过程公布告示，不论现在的水平怎么样都是个进步。 

2000年以来在我国和韩国销售的国外阻尼器厂家破产情况 

日本带阀门的油压阻尼器 

油压阻尼器的产生阻尼力的原理简述如下 

日本带阀门KYB阻尼器 

Michael Constantinou关于附带油库、阀门阻尼器的观点和讨论

Michael Constantinou教授是美国纽约州立大学布法罗分校教授，是国际上著名的结构控制专家，是美国主要规范AASHTO、ASCE中建筑物、桥梁减隔震章节的主要编审人员。他从事阻尼器研究长达22年，曾对世界上二十个工程项目的阻尼器应用案例进行审查。下面是2012年他在回答俄罗斯教授Nestor关于采用蓄能器（油库）阻尼器的主要观点： 

设置蓄能器的阻尼器存在诸多问题，他们需要定期进行维护，可能会不能正常工作，容易发生损害或破坏：

1. 蓄能器通常用于温度变化造成的体积补偿，漏油后的油量补充，活塞杆变动造成的体积补偿或这几方面综合起来的原因。

2. 蓄能器需要采用一系列包括检查阀在内的各种阀门和细小的空隙，以保证其正常工作不会在往复循环中损坏。在地震发生或者列车在设置阻尼器的梁段刹车时，蓄能器检查阀必须关闭，只有有限流量的油液通过细小空隙流入蓄能器。当需要补偿液压管体积，或者需要通过蓄能器将泄露油液或者温度补偿油液注入阻尼器时，则需要保证检查阀处于开启状态。如果阻尼器没有定期循环阀门没有工作最终都会发生卡住不动的情况，油阻尼器无论处于何种状态（零阻尼出力或者最大力）都将变得不安全，阻尼器的出力会异常放大到无限以致发生爆炸。如果这些阀门没有定期进行工作，随着时间推移发生卡壳、卡死是一定会发生的。

3. 如果连接蓄能器的管路及配件出现损坏，阻尼器会在1～2周循环后丧失出力，这些相同的管理和配件出现泄露，阻尼器将迟早会完全失效。一旦蓄能器自身增至其极限，在阻尼器内会形成气泡，导致功能丧失。

4. 如果蓄能器采用充氮气密封的构造，由于气体会缓慢通过密封氮气的O形橡胶密封圈泄露，因此这类蓄能器需要定期进行充气。如果蓄能器仅采用简单的螺旋弹簧平衡活塞上的压力，这种设计方式通常会引起活塞锈蚀，阻尼器一旦循环会引起灾难性破坏。采用气囊式的蓄能器每5年更换气囊，这作为地震阻尼器而言并非不常见。

5. 对用于泄露补偿的蓄能器来说，阻尼器需要定期极限进行油液以及气体的补充和更换。这要求阻尼器处于中位时采用非常准确量值的液体保证蓄能器活塞处于其中心位置。在泵送液体时，需要一个特殊的尖杆插入蓄能器缸内，而后重新充气。如果蓄能器采用气囊而非活塞，就需在预压气囊时打开泄压阀卸掉液体。在气囊预压后蓄能器变空，这需要泵入一定量液体关闭所有液体填充塞。

Douglas Taylor关于附带油库、阀门阻尼器的观点和讨论 

Douglas Taylor是泰勒公司总裁，长期从事阻尼器行业。我们曾经在网上找到一篇FIP的附带油库、阀门阻尼器的产品介绍，并转发给他，希望他能指点一二，以下关于附加油库阀门阻尼器的观点如下： 

这些论文我已经看过，这些只是FIP的一些基本性的广告。里面没有给出任何关于他们如何运行分析的信息。他们只是想说明的是较高的速度指数需要较大的位移量，但他们忘记指出如果在较高的速度指数下采用更高的C值，最终在位移上的差别是很小的。他们也忽略了在这些分析中给出考虑采用0.1指数装置必须讨论的关于鲁棒性的两个问题：

1. 如果仔细检查阀门阻尼器的性能曲线，不难发现指数为0.1的阻尼器装置的输出不连续，在最初通过内部阀门时力迅速增加，而后当阀门打开后输出会出现下降的情况。这种装置易引起桥梁结构所有的高阶振型，通常的结果是结构反应在短期内被放大。而出力增加更为平稳的0.3或更大的速度指数的装置出力不会出现这种情况。最终的结果是相对于0.3的装置，指数0.1的装置经常对结构施加更高的负荷，而在计算分析中这种情况不会被考虑。

2. 对于斜拉桥，在普通的连续小幅桥梁振动中，由于0.1的阻尼器装置阀门关闭而出力陡增，整个箱梁看起来如同处于被压紧的弹簧之上。在这些小位移下，随时间而累计的荷载要远远大于速度指数0.3的装置。

这种情况可采用汽车的行驶状态进行比较说明，一般情况下悬挂系统采用0.3到0.4的速度指数阻尼，装置输出非常平缓，而当采用0.1指数的阻尼则通常在长途行驶中提高很高的出力，在阀门未卸载前，指数0.1的装置在所有的冲击中看起来如果刚性很大的弹簧，车辆以及车里的乘客需要承受很高的颤动以及颠簸，长此以往车辆的耐久性降低乘客的感觉也极不舒适甚至不利健康。对于桥梁也同样如此，桥体采用许多块混凝土组合而成，许多这些构件在0.1的指数下会被激起共振。长期运行后，桥体的连接节点会出现松动。

国产带储油罐的阻尼器