这种被动阻尼机制由土木工程学教授 Moussa Leblouba 开发，旨在减少建筑物、桥梁和其他承受地震力的结构的振动。该技术的美国专利于 2025 年 12 月颁发。
这一概念仍在测试中，但其简单性在地震可能损坏建筑物和基础设施以支持现代安全系统的地方特别有用。
钢制地震阻尼器如何工作？
该装置由一个充满实心钢球的空心钢筒组成。气缸内部是一个配有短径向杆的轴。
当地震导致结构移动时，轴会穿过锁定的钢球移动。运动部件的相互作用会产生摩擦，从而消散振动产生的部分机械能。
换句话说，该设备自动对运动本身做出反应，而不是依赖电子地震系统并对其做出反应。
沙迦大学发表的一项题为“用于抗震结构的基于颗粒材料的能量耗散盒的性能评估”的研究将该机制描述为基于颗粒材料的能量耗散系统。勒布鲁巴教授强调，该设备通过他所说的“纯物理学”发挥作用。
为什么无电工作很重要？
缺乏电力要求可能是该设备最重要的特征之一。
大地震可能会导致电力中断、通信网络中断并损坏关键基础设施。因此，依赖于动力传感器或电子控制装置的复杂保护系统在其应该应对的事件发生时可能会暴露于额外的漏洞。
被动机械阻尼器没有这种依赖性。
只要结构移动并且机械部件保持完好，系统就可以响应这种移动，而不需要外部电源。
这使得这一概念对于抗灾基础设施特别有吸引力，因为紧急情况下的可靠性与正常条件下的性能一样重要。
第一次测试显示湿度约为 14%
沙迦大学的实验室实验得出的有效阻尼比约为 14%。
该数字不应被解释为该设备仅耗散总地震力的 14%。阻尼系数描述了系统如何耗散相对于其运动的振动能量，结构的实际性能取决于建筑物、地震特性、设备配置和安装等因素。
然而，第一个结果表明，钢球和内部机构之间的摩擦可以消散大量的振动能量。
研究人员现在计划进行大规模的桌子振动实验，以确定该系统在更苛刻的地震条件下的表现。
传统减震器的潜在更便宜的替代品
抗震结构已经使用了多种类型的阻尼技术，但许多技术涉及复杂的机械、液压或电子元件。
沙迦工厂采取了不同的方法。
其相对简单的结构可以使其制造和维护成本更低。模块化设计是另一个潜在优势：研究人员表示，可以更换单个组件，而不需要报废整个阻尼系统。
当大量建筑物需要地震防护时，这一点尤其有价值。
还可以改造旧建筑
有趣的可能性之一是重建。
在现代抗震标准普及之前，世界各地已建造了数百万栋建筑物。由于成本、破坏和工程挑战，对它们进行彻底改造以提高抗震能力通常是不可能的。
如果未来的测试证实紧凑型被动阻尼机构安装在现有结构中可以提供有用的保护，那么它可能会提供另一种选择。
对于大量人口居住在古老或脆弱建筑中的发展中地区，相对简单的地震技术可能具有重大的实用价值。
但这种可能性仍然充满希望。该设备仍在测试中，需要进行更大规模的实验才能在真实建筑物中正确确定其有效性。
技术可以超越地震
同样的原理可以用于任何需要控制不需要的振动的地方。
研究人员提出了其在通信塔、工业机械、飞机、船舶和科学仪器等领域的可能应用。
基本思想保持不变：让机械运动与颗粒材料相互作用并发生摩擦，从而使部分能量转移到受保护的结构而不是直接转移。
接下来会发生什么？
下一阶段将进行更大规模的振动测试，旨在模拟地震条件并使阻尼器承受更大的力。
研究人员还计划研究改变钢球的尺寸和径向杆的配置如何影响性能。不同的结构可能需要不同的组合来实现所需的性能。
目前，该发明仍处于实验阶段。约 14% 的实验室结果令人鼓舞，但其本身不足以确定该技术在大地震期间的表现。
然而，这种方法有一些有趣的地方。
现代地震工程可能涉及复杂的传感器、控制系统和先进材料。这项发明几乎朝着相反的方向发展：一种不需要电池、不需要软件、也不需要电信号来完成工作的机械设备。
在灾难中，当电力和通信可能成为首先失败的因素时，简单性可能是其最大的优势。