پنج شنبه , ۳۰ شهریور ۱۳۹۶
آخرین خبرها

ضد زلزله كردن پل‌ها با مواد هوشمند ابداعي دانشمند ايراني

تيم تحقيقاتي دانشگاه نوادا به سرپرستي پروفسور «سعيد سعيدي» موفق به توليد مواد هوشمندي شده اند كه به مقاوم سازي پل‌هاي قديمي و ساخت پل هاي مقاوم در برابر زمين لرزه‌هاي پر قدرت كمك مي كند.

در طول دو دهه گذشته فعالیت های لرزه‌يي در سراسر جهان با افزايش چشمگيري مواجه بوده و وقوع زمين لرزه هاي نسبتا پر قدرت در بسیاری از کشورها مانند ژاپن، ترکیه، چین، شیلی، تایوان و آمریکا باعث سقوط پل های قديمي و جديد شده است؛ به همين دليل مقاوم سازی پل ها در برابر زلزله امري بسيار ضروری تلقي مي شود.

مقاوم سازی پل های موجود و تولید مواد بهبود یافته برای ساخت پل های آینده از جمله راهکارهای به حداقل رساندن انرژي زلزله بر روی پل محسوب مي شود.

اکثر پل‌ها از فولاد و بتن ساخته شده اند. اگرچه این ترکیب مقرون و به صرفه است، اما پل های فولاد- بتن در برابر زلزله های قوی با شدت بیش از هفت ریشتر چندان مقاوم نیستند. ستون های مسلح پل ها برای خنثی کردن انرژی زمین لرزه های پرقدرت به فولاد و بتن وابسته هستند که باعث تغییر شکل دائمی و آسیب بندهاي ستون های پل می شوند.

استاد سعید سعیدی، سرپرست تيم تحقيقاتي گروه مهندسي عمران دانشگاه نوادا (UNR) با حمایت مالی بنیاد ملی علوم و شبکه شبیه سازی مهندسی زلزله موفق به کشف یک راه حل جدید برای این مساله شدند و مواد هوشمندی طراحی کردند که جایگزین فولاد و بتن در ساخت پل‌ها می شود.

استفاده از آلیاژ هوشمند (SMA) در مرکز ستون هاي پل می تواند شیب ستون را پس از تحمل انرژی وارده به حداقل برساند. آلياژ تیتانیوم نیکل یا «نیتینول» که در اين پروژه مورد آزمایش قرار گرفته از توانایی منحصر به فردی حتی در بین سایر مواد هوشمند برخوردار است.

در حالی که اکثر مواد هوشمند فقط به دما حساس هستند و برای بازگشت به شکل اولیه نیازمند یک منبع گرما هستند، «نیتینول»رفتار ابرالاستیک از خود نشان می دهد و می تواند استرس اعمال شده توسط زلزله را جذب و به راحتي به شکل اولیه بازگردد.

محققان براي بررسي عملكرد پل هاي بتني مقاوم شده با تيتانيوم نيكل سه نوع ستون پل شامل ستون هاي فولاد – بتن سنتي، تيتانيوم نيكل و بتن، تيتانيوم نيل و مواد مركب سيماني مهندسي ساز (ECC) را مورد آزمايش قرار دادند.

نتايج به دست آمده از جدول آزمون لرزش در خصوص ستون هاي تيتانيوم نيكل و بتن، تيتانيوم نيكل و مواد مركب سيماني مهندسي ساز (ECC) شامل سیمان، ماسه، آب، فیبر و مواد شیمیایی بسيار اميدوار كننده گزارش شده است.

درحالي كه هزينه هاي اوليه ساخت يك پل از تيتانيوم نيكل و مواد ECC تنها سه درصد بالاتر از پل هاي معمولي است، طول عمر و مقاومت اين پل ها به طور چشمگيري افزايش پيدا كرده و سرويس هاي ساليانه نيز كاهش مي يابد.

رفتار ابرالاستیک تیتانیوم نیکل بین 10 تا 30 برابر رفتار الاستیک آلياژ‌ها و فلزات عادی مانند فولاد است. اين آلياژ هوشمند كه در ساخت فريم هاي عينك و برخي لوازم پزشكي استفاده مي شود، از انعطاف پذيري و قدرت خم شدگي بالايي برخوردار است.

جوابی بنویسید

ایمیل شما نشر نخواهد شدخانه های ضروری نشانه گذاری شده است. *

*