Налаштована маса демпфера (TMD)

1. Визначення продукту
Налаштована демпфера маси (короткий TMD)-це субструктурний пристрій відновлення вібрації, прикріплений до основної структури. Він поглинає і розсіює структурну енергію вібрації завдяки спільному ефекту масового блоку, пружини та демпфера, тим самим пригнічуючи вібраційну реакцію основної структури.

2. Основні компоненти

• Масова одиниця: генерує інерційну силу для застосування сили управління до основної структури. Зазвичай він виготовляється з матеріалів високої щільності (наприклад, свинцю або сталі), і маса може бути відрегульована. Масовий блок - це основна частина демпфера TMD, і його розмір маси має вирішальний вплив на ефект демпфування, який можна відрегулювати в міру необхідності, щоб відповідати природній частоті структури.
• Пружинний блок: Використовується для підключення масового блоку та основної структури, налаштуйте природну частоту вібрації ТМД, щоб відповідати частоті цільового режиму основної структури, забезпечити, щоб масовий блок може створювати відповідний зворотній рух, коли структура вібрує та забезпечує силу скидання. В основному використовуються металеві пружини або гумові пружини.
• Одиниця демпфера: використовується для споживання відносної енергії руху між масовим блоком та основною структурою, запобігання накопиченню енергії в системі спричиняє більшу вібрацію та обмежити зміщення ТМД. Поширені типи включають в'язкі демпфери, демпфери тертя або металеві демпфери.

3. Функціональні переваги

• Зниження вібрації високої ефективності: воно може зменшити пікове прискорення структурної вібрації більш ніж на 70%.
• Регульована частота: адаптується до вібраційних характеристик різних структур шляхом оптимізації параметрів (співвідношення маси, співвідношення частоти, коефіцієнт демпфування).
• Зручна установка: її можна самостійно встановити у верхній частині конструкції, між шарами або нижче компонентів довгих прольотів без основної модифікації основної структури.
• Широка адаптованість: підходить для вібраційного контролю вітру, землетрусу або вібрацій, спричинених людиною, у різних структурах, таких як багатоповерхові будівлі, коридори з довгим пробігом, мости та обладнання.

1. Механізм зменшення вібрації
Коли основна структура вібрує через зовнішнє збудження (наприклад, вітер, землетрус або активність натовпу), TMD виробляє відносний рух, протилежний основній структурі, завдяки інерції. Інерційна сила, що генерується за допомогою її вібрації, діє на основну структуру через пружину та демпфер, утворюючи ефект "динамічного поглинання вібрації". Конкретна продуктивність:

• Пружинна одиниця налаштовує природну частоту вібрації ТМД до цільової частоти основної структури для отримання резонансного ефекту, перенесуючи енергію вібрації основної структури до ТМД.
• Одиниця демпфера розсіює енергію, поглинену TMD, в кінцевому рахунку зменшуючи амплітуду вібрації основної структури.

2. Теоретична модель
 

Де:
M1, M2: маса основної структури та ТМД;
K1, K2: жорсткість основної структури та пружини ТМД;
Y1, Y2: переміщення основної структури та ТМД;
C: Коефіцієнт демпфування TMD;
P (T): Зовнішнє збудження (наприклад, гармонічне навантаження (Psinώt)).

3. Оптимізація ключових параметрів
 

1. Масове співвідношення (μ): μ=M2/M1, рекомендоване значення становить 0,005 ~ 0,03. Більше співвідношення маси робить діапазон частоти відновлення вібрації ширшим, але обмеження навантаження основної структури потрібно враховувати.
2. Оптимальне співвідношення частоти (Δ_opt): Δ_opt =, щоб відповідати частоті вібрації TMD з основною частотою структури.
3. Оптимальне коефіцієнт демпфування (ζ_opt): ζ_opt =, щоб забезпечити високу ефективність.

1. Звичайні параметри моделі
 

2. Індивідуальна конструкція параметрів

• Діапазон настройки частоти: 0,1 ~ 10,0 Гц (можна точно відрегулювати відповідно до природної частоти основної структури).
• Налаштування коефіцієнта демпфування: 0,02 ~ 0,2 (оптимізована за допомогою типу демпфера та в'язкість демпфірування).
• Форми встановлення: призупинений тип, підтримуваний тип, вбудований тип (вибраний відповідно до структурного простору).

3. Загальний обсяг параметрів

4, огляд

1. Переваги ефективності

• Ефективність відновлення високої вібрації: Для конкретного режиму основної структури реакція вібрації може бути зменшена на 40%~ 80%, відповідаючи специфікації комфорту будівлі (наприклад, вертикальне прискорення менше або дорівнює 0,15 м/с²).
• Сильна стійкість: вона має певну пристосованість до коливань структурних параметрів (таких як деградація жорсткості та зміна маси). Множина налаштована маса демпфера (MTMD) може додатково розширити діапазон частот відновлення вібрації.

2. Технічні інновації

• Active TMD (ATMD): інтегрований з датчиками та приводами, він може регулювати силу управління в режимі реального часу, придатну для сильних умов землетрусу або складних навантажень (наприклад, ATMD на основі PID в документі 3, що покращує ефект зменшення вібрації на 20%~ 30%).
• Проектування фізичної моделі: оптимізує структурні деталі на основі аналізу кінцевих елементів (наприклад, ANSYS), враховуючи спільну роботу масового блоку, пружини та демпфера, що ближче до фактичних умов праці, ніж традиційна модель частинок.

3. Економіка

• Перевага вартості: порівняно з традиційним структурним армуванням, вартість знижується на 30%~ 50%, особливо придатна для перетворення вібраційного відновлення існуючих будівель.
• Довгий термін служби: термін експлуатації основних компонентів (масового блоку, весна) більший або дорівнює 50 років, демпфер може бути замінений, а вартість технічного обслуговування низька.

1. Будівельна інженерія

• Високі будівлі: контролюйте верхнє прискорення, спричинене вібрацією вітру та покращує комфорт життя.
• Довго-проміжні структури: індукована людиною вібраційна контроль коридорів довгих прольотів та дахів стадіону.
• Системи підлоги: У ході вібраційного контролю над офісними будівлями та торговими центрами для вирішення проблеми "крокуючої вібрації".

2. Містна інженерія

• Мости та підвісні мости та підвісні мости: пригнічують вібрацію, спричинену вітром, та вібрацію, спричинену вихором.
• Пішохідні мости: запобігання резонансу, спричиненому густою ходьбою натовпу та забезпечити безпеку дорожнього руху.

3. Промислове обладнання

• Основи великого енергетичного обладнання: поглинання вібрацій, що генеруються при експлуатації машини та захищають точність обладнання та навколишні конструкції.
• Системи трубопроводів: пригнічують коливання, спричинені пульсацією рідини та зменшують пошкодження втоми.

1. Процес встановлення

• Аналіз робочого стану: Визначте природну частоту, форму режиму та найбільш несприятливе положення вібрації основної структури за допомогою модального аналізу.
• Параметр Дизайн: оптимізуйте параметри TMD відповідно до співвідношення масового та частотного співвідношення та визначте кількість та положення установок.
• Фіксована установка: Зафіксуйте основу TMD на конструкційних променях, стовпцях або опори з високоміцними болтами або зварюванням для забезпечення жорсткості з'єднання.
• Налагодження та прийняття: Перевірте робочий стан TMD за допомогою збудника та відрегулюйте параметри демпфера для досягнення найкращого ефекту відновлення вібрації.

2. Точки технічного обслуговування

• Регулярний огляд: огляньте герметичність болта, деформацію пружини та витоки демпфера на 1 ~ 2 роки.
• Заміна демпфера: Замініть демпфер у часі, коли сила демпфування розпадається на більш ніж на 20% (як правило, термін служби становить 10 ~ 15 років).
• Скидання параметрів: Якщо основна структура модифікована (наприклад, додавання підлоги або зменшення ваги), переоцінка та відрегулювання параметрів TMD.

• Відповідність параметрів: Параметри TMD повинні бути точно налаштовані з основною структурою, щоб уникнути зменшення ефекту відновлення вібрації або навіть посилення вібрації через невідповідність частоти.
• Простір встановлення: Забережте достатньо місця для руху для TMD (удар більше або дорівнює ± 50 мм), щоб уникнути зіткнення з іншими компонентами.
• Пристосованість для навколишнього середовища: антикорозійні покриття (такі як покриття з цинко-нікелевим сплавом) необхідні у вологому середовищі, а високотемпературна стійка до демпфірування рідини (температура, що перевищує або дорівнює 120 градусах) повинна бути обрана у високотемпературних місцях.
• Надлишок безпеки: для важливих структур (таких як життєві проекти) рекомендується налаштувати TMD в режимі очікування або багаторазові системи настройки для підвищення надійності.

1. Зниження вібрації комерційного будівельного коридору

• Проблема: Вертикальна природна вібраційна частота коридору 36 м - 2,92 Гц, а пікове прискорення при навантаженні пішоходів - 0,225 м/с², що перевищує вимогу специфікацій (менше або дорівнює 0,15 м/с²).
• Рішення: Встановіть 1 TMD (маса 1521 кг, жорсткість 511.39kn/м, коефіцієнт демпфування 2.389kn · s/m).
• Ефект: Пікова прискорення зменшується до 0,052 м/с², зменшення на 76,89%, а природна частота вібрації регулюється до 2,78 Гц, відповідаючи вимогам комфорту.

2. Контроль вібрацій вітру висотних будівель

• Проект: 200 м багатоповерхової офісної будівлі з верхнім прискоренням 0,18 м/с² під вібрацією вітру (ліміт специфікацій 0,15 м/с²).
• Рішення: Встановіть 4 МТМД на верхній поверх (загальна маса становить 0,5% конструкційної маси) із частотним покриттям 1,2 ~ 1,8 Гц.
• Ефект: верхнє прискорення зменшується до 0,12 м/с², реакція вібрації вітру зменшується на 33,3%, а персонал у приміщенні не має очевидних відчуттів тремтіння.

• Консалтинг та дизайн: надайте структурний аналіз вібрації, оптимізацію параметрів TMD та конструкцію схеми, підтримуючи моделювання кінцевих елементів (наприклад, ANSYS, YJK).
• Індивідуальне виробництво: Налаштуйте специфікації TMD відповідно до потреб проекту та надайте 3D -моделювання та тестування фізичних моделей.
• Встановлення та налагодження: Професійна команда для встановлення на місці, оснащена системою моніторингу вібрації для оптимізації ефекту відновлення вібрації в режимі реального часу.
• Гарантія після продажу: надайте 5-річну гарантію, підтримку довічного обслуговування та регулярні відвідування повернення для виявлення стану обладнання.

Популярні Мітки: Налаштована масової демпфери (TMD), Китай налаштував виробники Mass Demper (TMD), постачальники