Inerciální tlumič

Inerciální tlumič ( seismický tlumič , dynamický tlumič vibrací) - zařízení zabudované do konstrukce budovy nebo jiného technického objektu, určené ke snížení amplitudy jeho mechanických vibrací způsobených jeho provozem, například motorem nebo vnějšími vlivy, například seismickými vibracemi při zemětřesení nebo z účinky větru díky konstrukčním prvkům. Použití tlumičů v konstrukcích může snížit nepohodlí lidí z vibrací budovy a také zabránit poškození nebo zničení v případě zemětřesení a hurikánů. Takovými klapkami jsou zpravidla betonové nebo ocelové bloky spojené se stavební konstrukcí pomocí pružin nebo lanek, mohou být i v kyvadlovém a kapalinovém provedení.

Jak to funguje

Každý kmitající technický objekt má díky svým konstrukčním vlastnostem své vlastní rezonanční vibrační frekvence. Je-li vlastní útlum systému dostatečně velký, pak kmity vznikající rušivými vlivy samy tlumí a jejich tlumení není potřeba. Pokud se samotný systém rozpadá příliš pomalu, to znamená, že oscilační energie se rozptyluje pomaleji, než přichází zvenčí, je možné zvýšení amplitudy oscilací až do výskytu nebezpečných rezonančních jevů a následné destrukci objektu.

V případě, že ke konečným vibracím oscilačního systému nejvíce přispívá některá z frekvencí, je možné na antirezonančním principu vybavit chráněný objekt tlumičem - relativně malé provedení vyladěné na požadovanou vibraci frekvence objektu. Právě ona se nazývá inerciální tlumič nebo dynamický tlumič vibrací.

Z teorie kmitů vyplývá , že v případě harmonických kmitů soustavy se dvěma stupni volnosti je možné určit takové parametry soustavy , že amplituda kmitů v jednom ze stupňů volnosti bude rovna nule . . Tento jev se nazývá antirezonance . Uvažujeme-li model kmitající soustavy dvou hmot na pružinách, kde m m  je hlavní hmota , x m  jsou posuvy hlavní hmoty, k m  je tuhost pružiny hlavní hmoty, m a , x a , k a , jsou podobné parametry přidané hmoty a na hlavní hmotu působí harmonická síla s amplitudou f 0 a frekvencí Ω, pak bude systém diferenciálních pohybových rovnic vypadat takto:

Z řešení této soustavy je možné určit takové parametry ma a k a , že generovaná setrvačná síla pohybu malé hmoty bude rovna rušivému efektu, ale opačného znaménka, tedy bude zcela kompenzovat. V praxi je nemožné dosáhnout úplné nehybnosti chráněného systému, nicméně dosažené redukce rezonančních amplitud jsou pro praktickou aplikaci dostačující. Fyzikálním principem činnosti je přenos oscilační energie vnějšího působení z chráněné konstrukce na tlumič vibrací s jejím následným rozptýlením na odpor v tlumicích prvcích.

Aplikace

Inerciální tlumič mrakodrapu Taipei 101 je vybaven kyvadlovým závěsem v podobě ocelové koule o hmotnosti 660 tun, umístěné v dole ve výšce 88-92 pater [1] .

Offshore vrtná souprava Berkut je také vybavena inerciálním tlumičem [2] .

Televizní věž Koktobe , vysoká 372 metrů, vyrobená z oceli a stojící na horském svahu v oblasti náchylné k zemětřesení, se nachází v Almaty a je vybavena čtyřmi dynamickými tlumiči vibrací o celkové hmotnosti 40 tun, umístěnými v nejvyšším technickém podlaží. .

Moskevský památník vítězství na Poklonnaya Gora má výšku 141,8 metrů a aerodynamicky nestabilní tvar na několika frekvencích najednou. Ve výšce 110 metrů za zadní částí sochy je 10tunový hlavní tlumič vibrací na hlavní frekvenci a uvnitř budovy ve vyšších nadmořských výškách je několik dalších tlumičů menší hmotnosti pro vyšší frekvence vibrací.

Pochodeň olympijského ohně v olympijském parku v Soči má nakloněný tvar a výšku asi 50 metrů. V jeho horní části za hořákem jsou instalovány tlumiče podélných a příčných vibrací.

Poznámky

  1. ↑ taipei-101.com.tw . Získáno 7. září 2020. Archivováno z originálu dne 26. října 2020.
  2. ↑ Přehledová brožura projektu Sachalin-1 2019 . www.sakhalin-1.com .

Odkazy

 Stavba zemětřesení