Ученые представили новую технологию сейсмозащиты строительных конструкций

Исследователи из Санкт-Петербурга разработали новую модель поведения сплавов с памятью формы, которая может повысить эффективность защиты зданий и сооружений от землетрясений и вибраций.

Как сообщили в пресс-службе СПбГУ, разработка позволит проектировать более совершенные виброзащитные и сейсмозащитные устройства. По словам доцента кафедры теории упругости Федора Беляева, новая модель дает возможность точнее подбирать сплавы и режимы их эксплуатации для решения конкретных инженерных задач.

Сплавы с памятью формы обладают способностью возвращаться к первоначальной конфигурации после деформации. Их свойства значительно изменяются в зависимости от температуры — при нагреве и охлаждении материалы меняют жесткость, что делает их перспективными для защиты строительных конструкций.

В ходе исследования ученые смоделировали поведение крутильного маятника с учетом температуры окружающей среды, теплообмена и скорости нагружения. Экспериментальные данные показали разницу до 20 градусов в нагреве при различных скоростях деформации, что существенно влияет на жесткостные характеристики материала.

Особое внимание в работе было уделено изучению различных методов охлаждения СПФ. Установлено, что воздушное охлаждение приближает поведение сплава к адиабатическому режиму, в то время как водное охлаждение улучшает виброгасящие свойства. Также ученые выявили, что предварительное охлаждение материала помогает компенсировать снижение эффективности при ударных воздействиях.

По результатам исследования, наибольшую эффективность продемонстрировали два метода управления: быстрое охлаждение для перехода в низкотемпературную фазу с высокими демпфирующими свойствами, а также резкий нагрев с последующим охлаждением до исходного состояния. Эти разработки открывают новые возможности для создания систем защиты строительных конструкций.