Tuned Mass Damper – madala sagedusega

Tuned Mass Damper on seade, mida kasutatakse eelkõige inseneritöös ja arhitektuuris, et vähendada välisjõududest, nagu tuul, maavärinad, masinad või koos kõndivad inimesed, põhjustatud konstruktsioonivibratsioonide mõju. Tavaliselt koosneb see massist, mis on vedrude ja amortisaatorite abil konstruktsiooni külge kinnitatud. Kui konstruktsioon vibreerib, liigub mass vastupidises suunas, neutraliseerides vibratsiooni ja vähendades konstruktsiooni üldist liikumist. See aitab parandada hoonete, sildade ja muude suurte konstruktsioonide stabiilsust, ohutust ja mugavust, minimeerides kõikumist ja võnkumisi.

Tuned Mass Damper (TMD) on kohandatud toode, mis on projekteeritud ja valmistatud etteantud spetsifikatsioonide kohaselt. Iga TMD projekteeritakse häälestussagedusele Ft, mis on leitav, kui põhikonstruktsiooni loomulikud sagedused on teada. TMD mass, TMD summutustegur ja vedru konfiguratsioon hinnatakse optimeerimise ja põhisüsteemi + TMD minimaalse reageeringu leidmise teel, lahendades sellega seotud diferentsiaalvõrrandid.

Analüüsi Finite element analysis võib kasutada ka üldise globaalse reaktsiooni prognoosimiseks, kui FE-mudelis on rakendatud TMD.

TMD: valik alates 50 kg
TMD: vahemik 0,5 Hz – 30 Hz
TMD sagedus: ± 10%
Värv ja pinnatöötlus:  nõuete kohaselt
Paigalduse tüüp:  nõuete kohaselt

TMD rakendused ja üldine teooria

TMD-d on tavaliselt kasutusel järgmiste rakenduste puhul.

• Jalakäijate sillad ja trepid jne, mille puhul tekitab vibratsiooni hüppamine või kondimine. Eelkõige on see mugavuse, mitte konstruktsiooni probleem.
• Kontoripõrandad jms, mida mõjutavad hüppamine, kõndimine või masinad. Võib põhjustada nii ebamugavust kui ka struktuuriprobleeme.
• Veealused nafta- ja gaasiülekandeliinid. Lainete tekitatud vibratsioon.
• Kõrged ja peenikesed konstruktsioonid, nagu sillad, korstnad ja tornid, mida tuul võib kergesti mõjutada, põhjustades konstruktsioonile ohtlikke olukordi.

Näide 1: Malmö jalakäijate sild

Lugege selle kohta lähemalt meie juhtumiuuringust

Malmös asuva Bagers Platsi jalakäijate silla konstruktsiooni projekteerimise käigus selgus, et see vajab TMD-d, kuna madalaim vertikaalne omasagedus oli arvutuste kohaselt 1,85 Hz. Vibratec projekteeris TMD-lahenduse. Kokku paigaldati silla keskosasse 2 TMD-d, mille mõlema vibratsioonimass on 340 kg.

Blokeeritud TMD-ga silla summutussuhe: 1,5 %
TMD-ga silla summutussuhe: 9,0 %

Tänu esimese vertikaalse moodi suurenenud summutusele summutatakse kõndivate inimeste liikumist ja mugavuskriteeriumid on täidetud.

Näide 2: TMD kontoripõranda all

See on mitte-klassikaline TMD lahendus, kuna see koosneb sandwich-tüüpi plaadist koos piirava summutuskihiga (constraining damping layer). Tugipunktide paigutus ja plaadi mõõtmed annavad seadistussageduse, mis sarnaneb põranda tegelikule painutusrežiimile.

Võib kasutada ka tavalist TMD-d koos vedrude ja amortisaatoritega.

Kuna põrand on 2D-struktuur, tuleb paigaldada mitu TMD-d, et vähendada reageerimist antud moondekujul.

Jalakäijate silla TMD esialgne projekteerimine põhineb klassikalisel teoorial, kasutades SDOF-meetodit, kuna konstruktsiooni dünaamilist käitumist kirjeldab mitme erineva harmoonilise ossikatsiooni lineaarne kombinatsioon. Seega saab struktuuri teisendada erinevateks ekvivalentse massiga vedru ossikilaatoriteks, millest igaühel on üks vabadusaste.