Поглотитель вибрации
В качестве поглотителя вибрации (также кратко поглотитель или тильгерпендель ) называют особые виды вибрации . Гасители колебаний крепятся не между двумя объектами, а только на одном. Собственная частота демпфера согласована с резонансной частотой устраняемого объекта. На этой частоте объект затем совершает только небольшие движения, ниже и выше этой частоты амплитуда объекта больше, чем без демпфера.
Принцип работы
Демпферная масса вместе с собственной демпферной пружиной образует систему масса-пружина , а именно маятник , собственная частота которого установлена на частоту вибрации, которую необходимо устранить (например, здания). На этой частоте демпфер может совершать большие отклонения - поэтому силы в точке крепления пружины (= точка крепления с успокаиваемой конструкцией) также велики. Поглотитель вибрации уводит на этой частоте структурную колебательную энергию для своих собственных качательных движений, которая затем в конечном итоге преобразуется в тепло за счет трения.
Однако соединение двух колебательных структур создает новые собственные частоты ниже и выше собственной частоты демпфера , которые возникают в результате комбинации структуры с демпфером. На этих двух частотах структура в принципе ухудшится (более сильные колебания).
В некоторых простых случаях размеры поглотителей можно рассчитать с помощью простых приближенных формул. Однако, поскольку возбуждение является не моночастотным, а широкополосным, а не гармоническим, а переходным , требуются более подробные исследования для определения оптимального затухания. Это часто бывает адаптивным, т.е. то есть может автоматически адаптироваться к условиям.
Кроме того, есть активные гидравлические системы на маятниковых амортизаторах, которые способны свести к нулю колебания здания.
Следует различать:
- Обычные (пассивные) поглотители,
- активно управляемая заслонка и
- полуактивные гасители колебаний, в которых энергия, необходимая при необходимости, обычно накапливается в виде предварительно напряженной пружины (блокировка и освобождение происходит только при превышении определенного порогового значения).
Приложения
Здания
Маятниковые амортизаторы используются для поглощения вибраций зданий, создаваемых, в частности, ветром , а также землетрясениями и влиянием человека. Классические варианты использования, например, B. пешеходные мосты , опоры мостов , стальные дымоходы или широкопролетные (стальные) лестницы или на машинах для снижения шума .
Таким образом оборудуют здания в зоне действия промышленных подземных толчков или в зонах землетрясений. Наиболее известны маятниковые амортизаторы, используемые в высоких зданиях, которые предотвращают возникновение вибраций здания, вызванных ветром. Причина их использования - не только безопасность здания, но и удобство.
Примеры конструкций с глушителями:
- Мост Акаси Кайкё , Япония , демпфер в пилонах моста
- Arc Majeur , стальная скульптура Бернара Венета , гаситель вибрации в верхней части большой арки; E 411 , ( отметка 99 км ), недалеко от Лаво-Сент-Анн в Бельгии
- Berliner Fernsehturm , Берлин , маятник амортизатора 1,5 т, подвешенный на вершине башни
- Бурдж аль-Араб , Дубай , 11 виброгасителей в здании
- Comcast Center , Филадельфия , крупнейший в мире водозаполненный демпфер (вес 1300 т; более 1200 м³ воды)
- Мост Миллениум , Лондон , 58 гасителей вибрации в конструкции моста
- Тайбэй 101 , Тайбэй , глушитель маятника 660 т против ветра; два маятниковых амортизатора массой 4,5 т для предотвращения усталости конструкции
- Передающие мачты из DHO38 , гасители вибрации от ветровых колебаний, цилиндрические выступы, заполненные гранулятом
- Испытательная башня Thyssenkrupp , первая в мире конструкция, которая также может активно реагировать на вибрацию, пассивная гибридная система массового демпфера (→ демпфер испытательной башни ротвейлера )
Лаво-Сент-АннЛаво-Сент-Анн
Воздушные линии
.jpg)
Электрические воздушные линии - это демпфер Stockbridge, используемый для гашения вибраций, вызываемых ветром.
Двигатель внутреннего сгорания
Вибрации, вызываемые газом, и силы инерции в коленчатом валу уменьшаются за счет использования гасителей крутильных колебаний , двухмассовых маховиков или балансирных валов .
конструкция автомобиля
В области шасси, рулевого управления (амортизатор в рулевом колесе), кузова и тормозов.
литература
- Кристиан Петерсен: Гасители вибрации в гражданском строительстве . 1-е издание. Maurer Sons, Мюнхен 2001, ISBN 3-00-008059-7 ( содержание ).
веб ссылки
- Очень подробная и дифференцированная презентация способа действия ( памятная записка от 4 марта 2016 г. в Интернет-архиве ) (PDF; 2,9 МБ)
- Дополнительные изображения и примеры применения гасителей вибрации
Индивидуальные доказательства
- ↑ Вернер Роддек: Введение в мехатронику . 4-е издание. Springer Vieweg, 2012, ISBN 978-3-8348-1622-1 ( ограниченный предварительный просмотр в поиске книг Google).
- ↑ Taipei 101. (PDF, 595 кБ) (больше не доступны в Интернете.) Www.motioneering.ca, архивируются с оригинала апреля 14, 2010 ; Доступ к 8 апреля 2011 года . Информация: ссылка на архив вставлена автоматически и еще не проверена. Проверьте исходную и архивную ссылку в соответствии с инструкциями, а затем удалите это уведомление.
