RU2370689C2 - Method of dynamic damping and dynamic damper - Google Patents
Method of dynamic damping and dynamic damper Download PDFInfo
- Publication number
- RU2370689C2 RU2370689C2 RU2007144848/11A RU2007144848A RU2370689C2 RU 2370689 C2 RU2370689 C2 RU 2370689C2 RU 2007144848/11 A RU2007144848/11 A RU 2007144848/11A RU 2007144848 A RU2007144848 A RU 2007144848A RU 2370689 C2 RU2370689 C2 RU 2370689C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- frequency
- piston
- aforesaid
- increasing
- slots
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Vibration Prevention Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к устройствам для гашения колебаний строительных объектов, прежде всего высотных сооружений типа высотных каркасных опор, теле- и радиобашен, дымовых и вентиляционных труб, мачт и т.п.The invention relates to devices for damping vibrations of building objects, especially high-rise structures such as high-rise frame supports, television and radio towers, chimneys and ventilation pipes, masts, etc.
Наиболее близким техническим решением к заявленному объекту является динамический гаситель колебаний по а.с. СССР №920143, E04B 1/98, 1979 г., содержащий соединенные друг с другом связями маятники, шарнирно соединенные с защищаемым объектом, каждый из которых имеет массу, прикрепленную к объекту подвеской, причем, по крайней мере, одна масса расположена выше точек крепления ее подвесок к объекту, а остальные - ниже точек крепления их подвесок, при этом, по крайней мере, одна масса соединена с защищаемым объектом посредством демпфирующего устройства.The closest technical solution to the claimed object is a dynamic vibration damper as. USSR No. 920143, E04B 1/98, 1979, containing pendulums connected to each other, pivotally connected to the protected object, each of which has a mass attached to the object by a suspension, and at least one mass is located above the attachment points its suspensions to the object, and the rest below the points of attachment of their suspensions, while at least one mass is connected to the protected object by means of a damping device.
Недостатком известной конструкции является то, что гаситель надежно работает и имеет простое исполнение при частотах примерно до 0,41 с-1, но при более низких частотах длина маятников и размах их колебаний оказываются настолько большими, что это приводит к значительным трудностям при осуществлении конструкции гасителя и его использовании. Кроме того, у известного гасителя имеет место недостаточная демпфирующая способность колебаний маятников.A disadvantage of the known design is that the damper operates reliably and has a simple design at frequencies up to about 0.41 s -1 , but at lower frequencies the length of the pendulums and the amplitude of their oscillations are so large that this leads to significant difficulties in the implementation of the damper and its use. In addition, the well-known damper has insufficient damping ability of the oscillations of the pendulums.
Технический результат - повышение эффективности динамического гашения колебаний за счет увеличения демпфирующей способности гасителя колебаний.The technical result is an increase in the efficiency of dynamic vibration damping by increasing the damping ability of the vibration damper.
Это достигается тем, что в способе динамического гашения колебаний, заключающемся в том, что осуществляют настройку на требуемую частоту гашения, на первом макетном образце экспериментально получают провал в динамической жесткости или в коэффициенте передачи на некоторой частоте, а затем повышают частоту настройки с увеличением демпфирования за счет увеличения ширины щелей гасителя, при этом увеличение частоты выполняют пропорционально квадрату ширины щели, после чего понижают частоту настройки уменьшением толщины щелей гасителя, при этом понижение частоты осуществляют пропорционально квадрату ширины щели, а понижение частоты настройки производят увеличением числа пар щелей, при этом понижение частоты выполняют пропорционально квадрату числа пар щелей.This is achieved by the fact that in the method of dynamic damping, which consists in tuning to the required damping frequency, a failure in the dynamic stiffness or in the transmission coefficient at a certain frequency is experimentally obtained on the first prototype, and then the tuning frequency is increased with increasing damping for by increasing the width of the slots of the damper, while increasing the frequency is proportional to the square of the width of the slit, and then lower the tuning frequency by reducing the thickness of the slots of the damper, pr and this lowering of the frequency is proportional to the square of the width of the slit, and lowering the tuning frequency is done by increasing the number of pairs of slots, while the lowering of the frequency is proportional to the square of the number of pairs of slots.
Это достигается тем, что в динамическом гасителе колебаний, содержащем соединенные друг с другом связями маятники, шарнирно соединенные с защищаемым объектом, каждый из которых имеет массу, прикрепленную к объекту подвеской, причем, по крайней мере, одна масса расположена выше точек крепления ее подвесок к объекту, а остальные - ниже точек крепления их подвесок, при этом, по крайней мере, одна масса соединена с защищаемым объектом посредством демпфирующего устройства, содержится герметичный цилиндрический корпус-стакан, закрытый крышкой и заполненный жидкостью, а внутри корпуса-стакана расположен подвижный сборный полый поршень, закрепленный между двумя цилиндрическими пружинами, которые другими своими торцами упираются: первая пружина - в дно корпуса-стакана, а вторая пружина - в крышку корпуса-стакана, при этом внутри сборного поршня расположена система каналов, по которым жидкость перемещается из верхней полости в нижнюю полость при движении поршня вверх и из нижней полости в верхнюю полость - при движении поршня вниз, при этом течение внутри поршня происходит по плоским щелям от центра к периферии и от периферии к центру, а поршень собран винтами из двух крышек: верхней и нижней и нечетного числа круглых пластин, причем щели образуются плоскими круглыми кольцами прямоугольного сечения, установленными между крышками и пластинами, при этом вся композиция образует некоторое число пар щелей, а верхняя и нижняя крышка и нечетные пластины содержат центральные отверстия, а четные пластины содержат максимально возможное количество периферийных отверстий диаметром 2-3 мм, расположенных вблизи внутренних цилиндрических поверхностей круглых колец.This is achieved by the fact that in a dynamic vibration damper containing pendulums connected to each other by joints, pivotally connected to a protected object, each of which has a mass attached to the object by a suspension, and at least one mass is located above the points of attachment of its suspensions to object, and the rest below the points of attachment of their suspensions, while at least one mass is connected to the protected object by means of a damping device, contains a sealed cylindrical casing-glass, closed with a lid filled with liquid, and inside the cup housing there is a movable hollow piston fixed between two cylindrical springs, which rest with their other ends: the first spring is in the bottom of the cup body, and the second spring is in the cover of the cup, while inside the piston there is a system of channels along which the fluid moves from the upper cavity to the lower cavity when the piston moves up and from the lower cavity to the upper cavity when the piston moves down, while the flow inside the piston occurs along a plane they have slots from the center to the periphery and from the periphery to the center, and the piston is assembled with screws from two caps: the upper and lower and an odd number of round plates, and the cracks are formed by flat circular rings of rectangular cross-section, installed between the covers and plates, while the whole composition forms some the number of pairs of slots, and the upper and lower cover and odd plates contain central holes, and even plates contain the maximum possible number of peripheral holes with a diameter of 2-3 mm, located near internal cyl circular-cylindrical surfaces of the rings.
На фиг.1 изображен фронтальный разрез предложенного динамического гасителя колебаний, на фиг.2, 3 - схемы демпфирующего устройства.Figure 1 shows a frontal section of the proposed dynamic vibration damper, figure 2, 3 - diagram of the damping device.
Способ динамического гашения колебаний осуществляют следующим образом.The method of dynamic damping is as follows.
На первом макетном образце экспериментально получают провал в динамической жесткости или в коэффициенте передачи на некоторой частоте, а затем повышают частоту настройки с увеличением демпфирования за счет увеличения ширины щелей гасителя, при этом увеличение частоты выполняют пропорционально квадрату ширины щели, после чего понижают частоту настройки уменьшением толщины щелей гасителя, при этом понижение частоты осуществляют пропорционально квадрату ширины щели, а понижение частоты настройки производят увеличением числа пар щелей, при этом понижение частоты выполняют пропорционально квадрату числа пар щелей.On the first prototype sample, a dip in dynamic stiffness or in the transmission coefficient at a certain frequency is experimentally obtained, and then the tuning frequency is increased with damping due to the increase in the width of the damper slots, while the frequency increase is proportional to the square of the slit width, and then the tuning frequency is reduced by decreasing the thickness damper slots, while lowering the frequency is proportional to the square of the slit width, and lowering the tuning frequency is done by increasing the number of slit pairs , Thus lowering the frequency of performing the square of the number of pairs of slits.
Динамический гаситель колебаний содержит цилиндрический корпус-стакан 1, крышку 2, стягивающие болты 3 с гайками 4, прокладку 5, пробку 6 с уплотнительным кольцом, винты крепления 7 корпуса-стакана 1 к основанию 17. Внутри корпуса-стакана 1 находится сборный полый поршень 8. Поршень 8 зажат между пружинами 9 и 10, упирающимися в крышку 2 и дно корпуса-стакана 1. Поршень 8, в свою очередь, состоит из верхней и нижней крышек 11, пакета пластин 12 с периферийными отверстиями, пакета пластин 13 с центральными отверстиями. Крышки 11 и пластины 13 чередуются с пластинами 12. Между всеми крышками и пластинами установлены кольца прямоугольного сечения 14. Внешний диаметр колец 14 совпадает с внутренним диаметром корпуса-стакана 1. Периферийные отверстия на пластинах 12 расположены равномерно вблизи внутреннего диаметра колец 14 (см. фиг.2) Диаметр отверстий порядка 2-3 мм, расстояние между отверстиями порядка 2 мм. Сборка поршня 8 стянута винтами 15 с гайками 16.The dynamic vibration damper contains a cylindrical housing-cup 1, a cover 2, tightening bolts 3 with nuts 4, a gasket 5, a plug 6 with a sealing ring, screws for fastening 7 of the housing-cup 1 to the base 17. Inside the housing-cup 1 there is a pre-fabricated hollow piston 8 The piston 8 is sandwiched between the springs 9 and 10 abutting against the cover 2 and the bottom of the housing-cup 1. The piston 8, in turn, consists of the upper and lower covers 11, a package of
Динамический гаситель колебаний работает следующим образом.Dynamic damper operates as follows.
Гидравлический гаситель работает следующим образом. Основание 17 приходит в колебательное движение. Такое движение совершает корпус-стакан 1 с крышкой 2. Через пружины 9 и 10 колебательное движение передается поршню 8, который совершает это движение относительно корпуса-стакана 1. Заполняющая всю внутреннюю полость гидравлического гасителя жидкость перетекает из верхней полости с пружиной 9 в нижнюю полость с пружиной 10 и обратно. Течение происходит следующим образом. Поршень 8 относительно корпуса-стакана 1 движется, например, вверх. Через центральное отверстие в верхней крышке 11 жидкость заходит в плоскую щель между крышкой 11 и пластиной 12 и растекается по радиусам, протекая через периферийные отверстия в пластине 12 в следующую щель между пластиной 12 и пластиной 13 с центральным отверстием и далее в следующую щель между пластиной 13 с центральным отверстием и пластиной 12 с периферийными отверстиями, и так далее, пока не попадет в камеру с пружиной 10 через центральное отверстие в нижней крышке 11. Приведенная масса жидкостиThe hydraulic damper operates as follows. Base 17 comes into vibrational motion. This movement is made by the housing-cup 1 with a cover 2. Through the springs 9 and 10, the oscillating motion is transmitted to the piston 8, which makes this movement relative to the housing-cup 1. The fluid filling the entire internal cavity of the hydraulic damper flows from the upper cavity with the spring 9 into the lower cavity with spring 10 and back. The flow is as follows. The piston 8 relative to the housing-cup 1 moves, for example, up. Through a Central hole in the top cover 11, the liquid enters a flat slot between the cover 11 and the
где mпр- приведенная масса, А - площадь поршня, R - радиус поршня, р - плотность жидкости, h - ширина щели, ro - радиусы внутренних отверстий крышек 11 и пластин 13, n - число пар щелей. Из формулы (2) видно, что уменьшение h и ro, а также увеличение n увеличивает приведенную массу. Но уменьшение h и ro приводит к повышению гидравлического сопротивления, и необходимо использовать более точные формулы гидродинамики с учетом вязкости и инерционности рабочей жидкости. Минимальное число пар щелей n=1.where m CR is the reduced mass, A is the piston area, R is the piston radius, p is the liquid density, h is the slot width, r o are the radii of the inner holes of the covers 11 and
Внутри подвижного сборного поршня расположена система каналов, по которым жидкость перемещается из верхней полости в нижнюю полость при движении поршня вверх и из нижней полости в верхнюю полость при движении поршня вниз. Течение внутри поршня происходит по плоским щелям от центра к периферии и от периферии к центру. При относительном движении жидкости создается инерционный эффект, названный эффектом инерционного трансформатора, причем при малой массе, заключенной в поршне жидкости, многократно увеличивается приведенная масса жидкости, двигающаяся относительно корпуса. Величина приведенной массы прямо пропорциональна числу пар щелей, в которых происходит течение жидкости, и обратно пропорциональна толщине щелей. Течение происходит в первой щели от центрального входного отверстия в перегородке и через большое количество малых параллельных отверстий на внешнем радиусе в следующей перегородке и обратно происходит от периферии к центру. Поэтому частота настройкиInside the movable assembled piston is a system of channels through which fluid moves from the upper cavity to the lower cavity when the piston moves up and from the lower cavity to the upper cavity when the piston moves down. The flow inside the piston occurs along flat slots from the center to the periphery and from the periphery to the center. With the relative motion of the liquid, an inertial effect is created, called the effect of the inertial transformer, and with a small mass enclosed in the piston of the liquid, the reduced mass of the liquid moving relative to the housing multiplies. The magnitude of the reduced mass is directly proportional to the number of pairs of slots in which fluid flows and is inversely proportional to the thickness of the slots. The flow occurs in the first slit from the central inlet in the partition and through a large number of small parallel holes at the outer radius in the next partition and vice versa occurs from the periphery to the center. Therefore tuning frequency
где с - суммарная жесткость пружин, mг - масса гасителя, mт - приведенная масса инерционного трансформатора.where c is the total stiffness of the springs, m g is the mass of the damper, m t is the reduced mass of the inertial transformer.
Если на первом макетном образце при n=1 экспериментально получен провал в динамической жесткости или в коэффициенте передачи на некоторой частоте, то повышают частоту настройки с увеличением демпфирования за счет увеличения ширины щелей. Повышать частоту настройки следует увеличением ширины щелей. Увеличение частоты будет пропорционально квадрату ширины щели. Понижать частоту настройки следует уменьшением толщины щелей. Понижение частоты будет пропорционально квадрату ширины щели. Понижать частоту настройки возможно увеличением числа пар щелей. Понижение частоты будет пропорционально квадрату числа пар щелей. Уменьшение ширины щелей возможно до определенного предела. При ширине щели менее одного миллиметра вязкое сопротивление течению жидкости будет уничтожать инерционный эффект.If the failure in dynamic stiffness or in the transmission coefficient at a certain frequency was experimentally obtained at n = 1 in the first prototype sample, then the tuning frequency is increased with increasing damping due to an increase in the width of the slits. Increase the tuning frequency by increasing the width of the slots. The increase in frequency will be proportional to the square of the width of the slit. Reduce the tuning frequency by reducing the thickness of the slots. Reducing the frequency will be proportional to the square of the width of the slit. It is possible to lower the tuning frequency by increasing the number of pairs of slots. The decrease in frequency will be proportional to the square of the number of pairs of slots. Reducing the width of the slots is possible to a certain limit. With a gap width of less than one millimeter, the viscous resistance to fluid flow will destroy the inertial effect.
Предложенное устройство дает возможность путем расширения диапазона соотношения моментов инерции масс маятников в значительной степени уменьшить частоту колебаний всего гасителя. При этом достигается значительное (в 1,2-1,4 раза) уменьшение габаритов гасителя, что весьма часто, особенно в высотных сооружениях, имеет большое значение.The proposed device makes it possible by expanding the range of the ratio of the moments of inertia of the mass of the pendulums to significantly reduce the oscillation frequency of the entire damper. At the same time, a significant (1.2-1.4 times) decrease in the dimensions of the damper is achieved, which is very often, especially in high-rise buildings, of great importance.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007144848/11A RU2370689C2 (en) | 2007-12-03 | 2007-12-03 | Method of dynamic damping and dynamic damper |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007144848/11A RU2370689C2 (en) | 2007-12-03 | 2007-12-03 | Method of dynamic damping and dynamic damper |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2007144848A RU2007144848A (en) | 2009-06-10 |
RU2370689C2 true RU2370689C2 (en) | 2009-10-20 |
Family
ID=41024275
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007144848/11A RU2370689C2 (en) | 2007-12-03 | 2007-12-03 | Method of dynamic damping and dynamic damper |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2370689C2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2471937C1 (en) * | 2011-08-19 | 2013-01-10 | Олег Савельевич Кочетов | Dynamic damper of vibrations |
RU190216U1 (en) * | 2019-03-05 | 2019-06-24 | Илья Анатольевич Ситников | VIBRATING DEVICE |
RU190537U1 (en) * | 2018-10-26 | 2019-07-03 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Anti-vibration device |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109488723B (en) * | 2018-12-29 | 2024-08-13 | 东莞中子科学中心 | Tuned mass damper of particle accelerator |
-
2007
- 2007-12-03 RU RU2007144848/11A patent/RU2370689C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2471937C1 (en) * | 2011-08-19 | 2013-01-10 | Олег Савельевич Кочетов | Dynamic damper of vibrations |
RU190537U1 (en) * | 2018-10-26 | 2019-07-03 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Anti-vibration device |
RU190216U1 (en) * | 2019-03-05 | 2019-06-24 | Илья Анатольевич Ситников | VIBRATING DEVICE |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2007144848A (en) | 2009-06-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
FI85304B (en) | DYNAMISK VIBRATIONSDAEMPARE. | |
RU2370689C2 (en) | Method of dynamic damping and dynamic damper | |
TWI758424B (en) | Tuned liquid damper with a membrane liquid-gas interface | |
WO2011142980A2 (en) | Vibration damping device for vertically cantilevered pump assemblies | |
CN105821983A (en) | Multidimensional vibration/shock-absorbing tuned mass damper | |
JPS63135627A (en) | Shearing element | |
Bhattacharjee et al. | An experimental study on tuned liquid damper for mitigation of structural response | |
EP2166249A2 (en) | Tuned mass dampers and vibration isolation apparatus | |
CN109826334A (en) | A cylindrical tuned liquid column damper | |
CN212388335U (en) | A self-anchor and self-filling adjustable hydraulic fluid damper | |
CN108571559A (en) | A kind of damper means of stiffness variable adaptive damping | |
JPH065092B2 (en) | Vibration damping device for tower structures using viscous shear resistance | |
JPH0252130B2 (en) | ||
CN215334150U (en) | Tuned mass particle damping vibration absorber | |
CN206190791U (en) | Rod -type solid particle friction damper | |
WO1990010802A1 (en) | Visco-elastic damper | |
US5624104A (en) | Vibration isolating supporter | |
RU2471937C1 (en) | Dynamic damper of vibrations | |
CN112576676A (en) | Horizontal shock absorber and method for determining medium mass of damping liquid in horizontal shock absorber | |
RU2597725C2 (en) | Double plate vibration isolator by kochetov | |
RU2774527C1 (en) | Hydro-circulation foundation on swinging supports | |
JPH0143853B2 (en) | ||
RU203324U1 (en) | VISCOUS FRICTION DAMPER | |
RU2236617C1 (en) | Dynamic vibration damper | |
JPH11270188A (en) | Vibration control construction of connected building |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20121204 |