Inertial dæmper

Inertialdæmper ( seismisk støddæmper , dynamisk vibrationsdæmper ) er en enhed indbygget i strukturen af ​​en bygning eller et andet teknisk objekt, designet til at reducere amplituden af ​​dets mekaniske vibrationer forårsaget af dets drift, for eksempel en motor eller fra ydre påvirkninger, for eksempel fra seismiske vibrationer under jordskælv eller fra vindpåvirkninger på grund af designfunktioner. Brug af spjæld i konstruktioner kan mindske gener for mennesker fra vibrationer i bygningen, samt forhindre skader eller ødelæggelser i tilfælde af jordskælv og orkaner. Som regel er sådanne spjæld beton- eller stålblokke forbundet til bygningskonstruktionen ved hjælp af fjedre eller kabler; de kan også være pendul- og flydende versioner.

Sådan virker det

Hvert oscillerende teknisk objekt har på grund af dets designfunktioner sine egne resonansvibrationsfrekvenser . Hvis systemets iboende dæmpning er tilstrækkelig stor, så dæmpes de svingninger, der opstår fra forstyrrende påvirkninger, af sig selv, og deres dæmpning er ikke nødvendig. Hvis selve systemet henfalder for langsomt, det vil sige, at den oscillerende energi spredes langsommere, end den kommer udefra, så er en stigning i amplituden af ​​svingningerne mulig op til forekomsten af ​​farlige resonansfænomener og den efterfølgende ødelæggelse af objektet.

I det tilfælde, hvor det største bidrag til de endelige vibrationer i det oscillerende system ydes af en af ​​frekvenserne, er det muligt ved hjælp af antiresonansprincippet at udstyre den beskyttede genstand med en dæmper - et relativt lille design afstemt til den nødvendige vibration frekvensen af ​​objektet. Det er hende, der kaldes en inertialdæmper eller en dynamisk vibrationsdæmper.

Det følger af oscillationsteorien , at i tilfælde af harmoniske svingninger i et system med to frihedsgrader er det muligt at bestemme sådanne parametre for systemet, at amplituden af ​​svingninger i en af ​​frihedsgraderne vil være lig nul . Dette fænomen kaldes antiresonans . Hvis vi betragter en model af et oscillerende system med to masser på fjedre, hvor m m  er hovedmassen , x m  er forskydninger af hovedmassen, k m  er stivheden af ​​fjederen af ​​hovedmassen, m a , x a , k a , er lignende parametre for den tilføjede masse, og til hovedmassen udsættes for en harmonisk kraft med amplitude f 0 og frekvens Ω, så vil systemet med differentialligninger for bevægelse se ud:

Fra løsningen af ​​dette system er det muligt at bestemme sådanne parametre m a og k a , at den genererede inertikraft for bevægelse af en lille masse vil være lig med den forstyrrende effekt, men modsat i fortegn til den, det vil sige, fuldstændig kompensere for det. I praksis er det umuligt at opnå fuldstændig immobilitet af det beskyttede system, men de opnåede reduktioner i resonansamplituder er tilstrækkelige til praktisk anvendelse. Det fysiske funktionsprincip er at overføre den ydre aktions oscillerende energi fra den beskyttede struktur til vibrationsdæmperen med dens efterfølgende dissipation til modstanden i dæmpningselementerne.

• Amplitude-frekvensspektrum af svingninger ved forskellige værdier af indre dæmpning

• Amplitude-frekvensspektrum af vibrationer af en struktur udstyret med en vibrationsdæmper

Ansøgning

Inertialdæmperen på Taipei 101 skyskraberen er udstyret med et pendulophæng i form af en stålkugle, der vejer 660 tons, placeret i en mine i en højde af 88-92 etager [1] .

Berkut offshore boreriggen er også udstyret med en inertial dæmper [2] .

Beliggende i Almaty , er Koktobe tv-tårnet , 372 meter højt, lavet af stål og stående på en bjergskråning i et jordskælvsudsat område, udstyret med fire dynamiske vibrationsdæmpere med en totalvægt på 40 tons, placeret på den øverste tekniske etage .

Moscow Victory Monument på Poklonnaya Gora har en højde på 141,8 meter og en aerodynamisk ustabil form på flere frekvenser på én gang. I et niveau på 110 meter, bag skulpturens bagside, er der en 10 tons hovedvibrationsdæmper på hovedfrekvensen, og inde i bygningen i højere højder er der flere ekstra dæmpere af en mindre masse, for højere vibrationsfrekvenser.

Faklen fra den olympiske ild i Sochi Olympic Park har en skrå form og en højde på omkring 50 meter. Øverst bag brænderen er dæmpere af langsgående og tværgående vibrationer installeret.

Noter

1. ↑ taipei-101.com.tw . Hentet 7. september 2020. Arkiveret fra originalen 26. oktober 2020. (ubestemt)
2. ↑ Oversigtsbrochure over Sakhalin-1-projektet 2019 . www.sakhalin-1.com . (ubestemt)

Links

• Wikimedia Commons har medier relateret til Inertial dæmper