結構消能摩擦材料之摩擦性能測試

盧煉元 ； 劉彥緯 ； 陳乙震 ； 林錦隆

《結構工程》 22卷4期 (2007/12) Pp. 73-95

https://doi.org/10.6849/SE.200712_22(4).0005

摘要

摩擦型阻尼器為結構減震技術中之一種消能元件，該型阻尼器中之摩擦材料力學性質。將決定阻尼器之遲滯消能特性與其減震效能。因此，如何選用具有較高摩擦係數與較穩定摩擦性能之材料，為摩擦型阻尼器之關鍵技術。為測試各類材料之摩擦力學行為，以作為選取適合摩擦消能材料之用，本文特研製一內力平衡式測試儀稱之為「往復式摩擦材料測試儀」，可模擬摩擦材料在摩擦阻尼器中受高軸壓下之往復摩擦行為。該測試儀僅需配合萬能實驗機使用，即可測得材料之摩擦係數，並可記錄受測材料在實驗過程中之完整摩擦遲滯迴圈，藉以了解材料之摩擦穩定性。本文接著利用本測試儀對五種常見之材料進行摩擦測試，並記錄其摩擦遲滯特性，這五種受測材料分別為：中碳鋼、黃銅、來令片、尼龍、陶瓷材料。實驗結果顯示，陶瓷材料具有最高之摩擦係數，但由於其材質較硬，易產生摩擦振動，因此摩擦穩定性不易控制；來令片與尼龍之摩擦係數最低，不過摩擦穩定卻最佳；中碳鋼易使摩擦面產生割犁，不適合作為摩擦材；黃銅之摩擦係數居中約為0.2，其摩擦穩定性亦佳，故為理想之摩擦消能材料。