運用磁鐵回復力隔震 抗震盃飆創意

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【大紀元9月30日報導】(中央社記者韋樞台北三十日電)抗震盃模型賽舉辦七年以來,今年首見代表日本京都大學參加研究生組比賽的學生利用上下兩層共八組磁鐵當成隔震材料,再搭配滑軌設施,輕鬆抵擋來自四面八方的搖晃力,中央大學土木工程系助理教授李姿瑩表示,學生利用磁鐵壓縮距離與回復力成平方反比的原理隔震,簡單卻實用。

「2007亞太抗震盃-地震工程模型製作國際競賽暨地震防災教育體驗展示活動」今天在國家地震工程研究中心舉行,這次比賽和以往不同的是,不再強調愈重愈好,或愈牢固愈好,反而要考量效率比,也就是用最少的材料(節省成本)達到適當的耐震程度的模型。

研究生組獲得第一名的日本京都大學隊是由兩位來台灣參加「台日年輕學者暑期研究計畫」的京都大學都市社會工學研究所的緒方浩二、河內健吾,與國立中央大學土木研究所的陳柏宏、湯勛華合組,由老師李姿瑩帶隊。

這組模型最特別是雙層隔震,學生們到量販店購買抽屜的滑軌,第一層樓板下裝置東西向滑軌,向下第二層基礎的樓板裝南北向滑軌,然後上下兩層樓板各裝上四組磁鐵,利用磁鐵同極相斥的距離與回復力成平方反比的定律來隔震。

想到用磁鐵隔震的緒方浩二表示,比賽限制研究生組必需有隔減震裝置,但樓板位移的距離不能超越五公分,他的同學想到用滑軌,他則從日本的斜張橋對抗強颱,以及線性馬達的原理想到用磁鐵來隔震,兩者一拍即合。

他說,不論搖晃的力量來自何方,樓板的磁鐵位移到相斥的另一極時,由於距離被壓縮得非常小,因此回復力呈平方的力道在滑軌上彈回原來的定位,上下兩層同時解決來自東南西北的力道,模型本身根本不受影響。

李姿瑩指出,有的隊伍用彈簧做為隔減震的裝置,不過彈簧和壓縮的距離只能呈同等大小的回復力,效果當然不比磁鐵好;至於磁鐵隔震的原理能否運用在真實的建築物上,同隊的湯勛華說,必需要用通電極強的磁鐵才能產生相同效果,那麼強的磁力對居民身體是否有影響,值得深入研究。

而其他研究生組的隔減震方式,有的用麻糬,有的用麥芽糖,有的用針筒模彷阻尼器,不過效果似乎不太好,緒方浩二開玩笑說,可能是模型昨天做好後放了一天,麻糬或麥芽糖變硬了,所以隔減震效果不理想。

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