Inertiavaimennin

Inertiavaimennin ( seisminen iskunvaimennin , dynaaminen tärinänvaimennin) - rakennuksen tai muun teknisen kohteen rakenteeseen rakennettu laite, joka on suunniteltu vähentämään sen toiminnasta, esimerkiksi moottorista tai ulkoisista vaikutuksista, esimerkiksi maanjäristysten tai maanjäristysten aiheuttamasta seismisestä tärinästä aiheutuvien mekaanisten värähtelyjen amplitudia. tuulen vaikutukset suunnitteluominaisuuksien vuoksi. Vaimentimien käyttö rakenteissa voi vähentää ihmisten epämukavuutta rakennuksen tärinästä sekä estää vaurioita tai tuhoa maanjäristysten ja hurrikaanien sattuessa. Tällaiset vaimentimet ovat pääsääntöisesti betoni- tai teräslohkoja, jotka on liitetty rakennuksen rakenteeseen jousien tai kaapelien avulla, ne voivat olla myös heiluri- ja nesteversioita.

Kuinka se toimii

Jokaisella värähtelevällä teknisellä esineellä on suunnitteluominaisuuksiensa vuoksi omat resonanssivärähtelytaajuutensa . Jos järjestelmän luontainen vaimennus on riittävän suuri, niin häiritsevistä vaikutuksista syntyvät värähtelyt vaimentuvat itsestään, eikä niiden vaimennusta tarvita. Jos itse järjestelmä vaimenee liian hitaasti, eli värähtelyenergia hajoaa hitaammin kuin se tulee ulkopuolelta, niin värähtelyjen amplitudin kasvu on mahdollista vaarallisten resonanssiilmiöiden esiintymiseen ja sitä seuraavaan esineen tuhoutumiseen asti.

Siinä tapauksessa, että yksi taajuuksista antaa suurimman panoksen värähtelyjärjestelmän lopullisiin värähtelyihin , on mahdollista antiresonanssiperiaatteella varustaa suojattu kohde vaimentimella - suhteellisen pienellä rakenteella, joka on viritetty vaadittuun värähtelyyn kohteen taajuus. Häntä kutsutaan inertiavaimentimeksi tai dynaamiseksi tärinänvaimentimeksi.

Värähtelyteoriasta seuraa, että kahden vapausasteen järjestelmän harmonisten värähtelyjen tapauksessa voidaan määrittää sellaiset järjestelmän parametrit, että värähtelyjen amplitudi yhdellä vapausasteista on nolla . Tätä ilmiötä kutsutaan antiresonanssiksi . Jos tarkastellaan mallia värähtelevästä järjestelmästä, jossa on kaksi massaa jousilla, missä m m  on päämassa , x m  on päämassan siirtymät, k m  on päämassan jousen jäykkyys, m a , x a , k a , ovat samanlaisia ​​lisätyn massan parametreja, ja päämassaan kohdistuu harmoninen voima, jonka amplitudi on f 0 ja taajuus Ω, niin liikkeen differentiaaliyhtälöjärjestelmä näyttää tältä:

Tämän järjestelmän ratkaisusta on mahdollista määrittää sellaiset parametrit m a ja k a , että pienen massan liikkeen syntyvä inertiavoima on yhtä suuri kuin häiritsevä vaikutus, mutta etumerkillisesti päinvastainen, eli se kompensoivat sen täysin. Käytännössä suojatun järjestelmän täydellistä liikkumattomuutta on mahdotonta saavuttaa, mutta saavutetut resonanssiamplitudien alennukset ovat riittävät käytännön sovelluksiin. Fysikaalisena toimintaperiaatteena on siirtää ulkoisen toiminnan värähtelyenergia suojatusta rakenteesta tärinänvaimentimeen, jonka jälkeen se häviää vaimennuselementtien vastukseen.

Sovellus

Taipei 101 pilvenpiirtäjän inertiapelti on varustettu heilurijousituksella, joka on 660 tonnia painavan teräspallon muodossa ja joka sijaitsee kaivoksessa 88-92 kerroksen korkeudella [1] .

Berkutin offshore-porauslaite on myös varustettu inertiapellillä [2] .

Almatyssa sijaitseva 372 metriä korkea, teräksestä valmistettu ja vuoren rinteessä maanjäristysalttiilla alueella seisova Koktoben tv-torni on varustettu ylimmällä teknisellä kerroksessa neljällä dynaamisella tärinänvaimentimella, joiden kokonaispaino on 40 tonnia. .

Moskovan voitonmonumentilla Poklonnaya Goralla on 141,8 metrin korkeus ja aerodynaamisesti epävakaa muoto useilla taajuuksilla kerralla. 110 metrin korkeudella veistoksen takaosan takana on päätaajuudella 10 tonnin päävärähtelyvaimennin ja rakennuksen sisällä korkeammissa korkeuksissa useita pienempimassaisia ​​lisävaimentimia korkeampia tärinätaajuuksia varten.

Sotšin olympiapuiston olympiatulen soihtu on kalteva muoto ja korkeus noin 50 metriä. Sen yläosaan, polttimen taakse, on asennettu pitkittäis- ja poikittaisvärähtelyn vaimentimet.

Muistiinpanot

  1. ↑ taipei-101.com.tw . Haettu 7. syyskuuta 2020. Arkistoitu alkuperäisestä 26. lokakuuta 2020.
  2. ↑ Sakhalin-1-projektin 2019 yleiskatsausesite . www.sakhalin-1.com .

Linkit

 Maanjäristyksen rakentaminen