Abgestimmter Massendämpfer (TMD)

1. Produktdefinition
Der abgestimmte Massendämpfer (kurz TMD) ist eine substrukturelle Vibrationsreduktion, die an die Hauptstruktur angebracht ist. Es absorbiert und löst strukturelle Schwingungsenergie durch den kollaborativen Effekt eines Massenblocks, einer Feder und eines Dämpfers ab, wodurch die Schwingungsreaktion der Hauptstruktur unterdrückt wird.

2. Kernkomponenten

• Masseneinheit: Erzeugt Trägheitskraft, um Kontrollkraft auf die Hauptstruktur anzuwenden. Es besteht normalerweise aus Materialien mit hoher Dichte (wie Blei oder Stahl) und die Masse kann eingestellt werden. Der Massenblock ist der zentrale Teil des TMD -Dämpfers, und seine Massengröße hat einen entscheidenden Einfluss auf den Dämpfungseffekt, der nach Bedarf eingestellt werden kann, um die Eigenfrequenz der Struktur zu entsprechen.
• Federeinheit: Zum Anschließen des Massenblocks und der Hauptstruktur werden die natürliche Schwingungsfrequenz des TMD so einstellen, dass sie der Zielmodusfrequenz der Hauptstruktur entspricht, sicherstellen, dass der Massenblock eine entsprechende Rückbewegung erzeugen kann, wenn die Struktur vibriert, und eine Zurücksetzenskraft liefern. Metallfedern oder Gummifedern werden meistens verwendet.
• Dämpfereinheit: Wird verwendet, um die relative Bewegungsenergie zwischen dem Massenblock und der Hauptstruktur zu konsumieren, verhindern, dass die Akkumulation des Systems im System zu einer größeren Vibration führt und die Verschiebung des TMD begrenzt. Zu den häufigen Typen gehören viskose Dämpfer, Reibungsdämpfer oder Metalldämpfer.

1. Funktionale Vorteile

• Hocheffiziente Vibrationsreduktion: Sie kann die Spitzenbeschleunigung der strukturellen Schwingung um mehr als 70%verringern.
• Einstellbare Frequenz: Anpassen Sie die Schwingungseigenschaften verschiedener Strukturen durch Optimierung der Parameter (Massenverhältnis, Frequenzverhältnis, Dämpfungsverhältnis).
• Bequeme Installation: Sie kann unabhängig oben auf der Struktur, zwischen den Schichten oder unter Langspannkomponenten ohne wesentliche Änderung der Hauptstruktur installiert werden.
• Breite Anpassungsfähigkeit: Geeignet für die Vibrationskontrolle von Wind, Erdbeben oder durch Menschen induzierte Schwingungen in verschiedenen Strukturen wie Hochhäusern, langspannigen Korridoren, Brücken und Ausrüstungsfundamenten.

1. Mechanismus zur Reduzierung von Vibrationen
Wenn die Hauptstruktur aufgrund einer externen Anregung (wie Wind, Erdbeben oder Menschenaktivität) vibriert, erzeugt die TMD aufgrund von Trägheit eine relative Bewegung gegenüber der Hauptstruktur. Die durch ihre Schwingung erzeugte Trägheitskraft wirkt auf die Hauptstruktur durch Feder und Dämpfer und bildet einen "dynamischen Schwingungsabsorptionseffekt". Die spezifische Leistung ist:

• Die Federeinheit stimmt die natürliche Schwingungsfrequenz des TMD auf die Zielfrequenz der Hauptstruktur ab, um einen Resonanzeffekt zu erzielen und die Schwingergie der Hauptstruktur auf die TMD zu übertragen.
• Die Dämpfereinheit löst die von der TMD absorbierte Energie ab und verringert letztendlich die Schwingungsamplitude der Hauptstruktur.

2. Theoretisches Modell
 

Wo:
M1, M2: Masse der Hauptstruktur und TMD;
K1, K2: Steifheit der Hauptstruktur und TMD -Feder;
Y1, Y2: Verschiebungen der Hauptstruktur und TMD;
C: Dämpfungskoeffizient des TMD;
P (t): externe Anregung (wie harmonische Last (Pspinώt)).

3. Optimierung der Schlüsselparameter
 

1. Massenverhältnis (μ): μ=M2/M1, der empfohlene Wert beträgt 0,005 ~ 0,03. Ein größeres Massenverhältnis macht das Frequenzband der Schwingungsreduzierung breiter, die Lastgrenze der Hauptstruktur muss jedoch berücksichtigt werden.
2. Optimales Frequenzverhältnis (Δ_opt): Δ_opt =mit der Vibrationsfrequenz des TMD mit der Hauptstrukturfrequenz.
3. Optimales Dämpfungsverhältnis (ζ_Opt): ζ_opt =, um eine hohe Effizienz zu gewährleisten.

1. herkömmliche Modellparameter
 

2. Customized Parameter Design

• Frequenzabstimmungsbereich: 0,1 ~ 10,0 Hz (kann genau gemäß der Eigenfrequenz der Hauptstruktur eingestellt werden).
• Einstellung des Dämpfungsverhältnisses: 0,02 ~ 0,2 (optimiert durch Dämpfertyp und Dämpfungsflüssigkeitsviskosität).
• Installationsformulare: Suspendiertes Typ, unterstützter Typ, eingebetteter Typ (ausgewählt nach strukturellem Raum).

3. Allgemeiner Parameterbereich

4, inspizieren

1. Leistungsvorteile

• Hohe Schwingungsreduzierungseffizienz: Für den spezifischen Modus der Hauptstruktur kann die Schwingungsreaktion um 40%~ 80%reduziert werden, wodurch die Spezifikation des Gebäudes Komfort (z.
• Starke Robustheit: Es hat eine gewisse Anpassungsfähigkeit an Strukturparameterschwankungen (wie Steifigkeitsverschlechterung und Massenänderung). Der mehrfache Massendämpfer (MTMD) kann das Frequenzband der Schwingungsreduktion weiter erweitern.

2. Technische Innovationen

• Active TMD (ATMD): In integriert in Sensoren und Aktuatoren kann die Kontrollkraft in Echtzeit eingestellt werden, die für starke Erdbeben- oder komplexe Lastbedingungen geeignet sind (wie die PID-Kontrollbasis in Dokument 3, was den Effekt der Schwingungsenkung um 20%~ 30%verbessert).
• Physikalisches Modelldesign: Optimiert strukturelle Details basierend auf der Finite -Elemente -Analyse (z. B. ANSYS) unter Berücksichtigung der kollaborativen Arbeit des Massenblocks, des Frühlings und des Dämpfers, die näher an den tatsächlichen Arbeitsbedingungen als das herkömmliche Teilchenmodell liegen.

3. Wirtschaft

• Kostenvorteil: Im Vergleich zur traditionellen strukturellen Verstärkung werden die Kosten um 30%~ 50%gesenkt, insbesondere für die Transformation der Vibrationsreduktion bestehender Gebäude.
• Lange Lebensdauer: Die Designlebensdauer der Hauptkomponenten (Massenblock, Frühling) ist größer oder gleich 50 Jahre, der Dämpfer kann ersetzt und die Wartungskosten niedrig sind.

1. Bauingenieurwesen

• Hochhäuser: Kontrolle der durch Windschwingung verursachten Spitzenbeschleunigung und Verbesserung des Lebenskomforts.
• Langspanenstrukturen: Menschen durch Menschen induzierte Vibrationskontrolle von Langspann-Korridoren und Stadiondächern.
• Bodensysteme: Wandervibrationskontrolle für Bürogebäude- und Einkaufszentrenböden, um das Problem der "Schritt -Vibration" zu lösen.

2. Bridge Engineering

• Kabelbestandbrücken und Hängebrücken: Unterdrückung von Wind-induziertem Flattern und Wirbel induziertes Vibration.
• Fußgängerbrücken: Verhindern Sie eine Resonanz, die durch dichte Massengasse verursacht wird und die Verkehrssicherheit gewährleistet.

3. Industrieausrüstung

• Fundamente großer Stromausrüstung: Absorpte Vibrationen, die durch den Maschinenbetrieb erzeugt werden und die Genauigkeit der Geräte und die umgebenden Strukturen schützen.
• Pipeline -Systeme: Unterdrückung von Vibrationen, die durch Flüssigkeitspulsation verursacht werden, und verringern Ermüdungsschäden.

1. Installationsprozess

• Analyse des Arbeitszustands: Bestimmen Sie die Eigenfrequenz, die Modusform und die ungünstige Vibrationsposition der Hauptstruktur durch modale Analyse.
• Parameterdesign: Optimieren Sie die TMD -Parameter gemäß dem Massenverhältnis und des Frequenzverhältnisses und bestimmen Sie die Anzahl und Position der Installationen.
• Feste Installation: Beheben Sie die TMD-Basis auf den Strukturstrahlen, Säulen oder Stützen mit hochfesten Schrauben oder Schweißen, um die Anschlusssteifigkeit zu gewährleisten.
• Debugging und Akzeptanz: Testen Sie den Arbeitsstatus des TMD durch einen Erreger und passen Sie die Dämpferparameter an, um den besten Schwingungsreduktionseffekt zu erzielen.

2. Wartungspunkte

• Regelmäßige Inspektion: Überprüfen Sie alle 1 ~ 2 Jahre die Bolzen -Dichtheit, Federverformung und Dämpferöl -Leckage.
• Dämpferersatz: Ersetzen Sie den Dämpfer in Zeit, wenn die Dämpfungskraft um mehr als 20% abfällt (normalerweise beträgt die Lebensdauer 10 bis 15 Jahre).
• Parameter zurücksetzen: Wenn die Hauptstruktur modifiziert wird (z. B. Hinzufügen von Böden oder Verringerung des Gewichts), bewerten Sie die TMD-Parameter neu und passen Sie sie ein.

• Parameter Matching: TMD -Parameter müssen genau mit der Hauptstruktur abgestimmt werden, um zu vermeiden, dass die Schwingungsreduktionseffekte reduziert oder sogar die Schwingung aufgrund der Frequenzfehlanpassung verstärkt.
• Installationsraum: Behalten Sie den Bewegungsraum für den TMD (Schlaganfall größer oder gleich ± 50 mm), um Kollision mit anderen Komponenten zu vermeiden.
• Umweltanpassungsfähigkeit: In feuchten Umgebungen sind Antikorrosionsbeschichtungen (z. B. Zink-Nickel-Legierungsbeschichtungen) und hochtemperaturresistente Dämpfungsflüssigkeit (Temperaturfestigkeit größer oder gleich 120 Grad) an Hochtemperaturstellen ausgewählt werden.
• Sicherheitsablöhne: Für wichtige Strukturen (z. B. Rettungsleitungsprojekte) wird empfohlen, Standby -TMD- oder mehrere Tuning -Systeme einzurichten, um die Zuverlässigkeit zu verbessern.

1. Vibrationsreduzierung des kommerziellen Gebäudeskorridors

• Problem: Die vertikale natürliche Schwingungsfrequenz des 36 m -Spannkorridors beträgt 2,92 Hz und die Spitzenbeschleunigung unter Fußgängerlast 0,225 m/s², was den Spezifikationsanforderungen überschreitet (weniger als oder gleich 0,15 m/s²).
• Lösung: Installieren Sie 1 TMD (Masse 1521 kg, Steifheit 511.39KN/M, Dämpfungskoeffizient 2,389 Kn · s/m).
• Effekt: Die Spitzenbeschleunigung wird auf 0,052 m/s² reduziert, eine Abnahme von 76,89%und die natürliche Schwingungsfrequenz auf 2,78 Hz angepasst, wodurch die Komfortanforderungen erfüllt werden.

2. Windvibrationskontrolle von Hochhausgebäuden

• Projekt: Ein 200-m-Hochhaus-Bürogebäude mit einer oberen Beschleunigung von 0,18 m/s² unter Windvibrationen (Spezifikationsgrenze 0,15 m/s²).
• Lösung: Installieren Sie 4 MTMDs im obersten Stockwerk (die Gesamtmasse entspricht 0,5% der Strukturmasse) mit einer Frequenzabdeckung von 1,2 ~ 1,8 Hz.
• Effekt: Die obere Beschleunigung wird auf 0,12 m/s² reduziert, die Windvibrationsreaktion wird um 33,3%reduziert, und Innenpersonal hat kein offensichtliches Schüttelgefühl.

• Beratung und Konstruktion: Bereitstellung einer strukturellen Schwingungsanalyse, TMD -Parameteroptimierung und Schema -Design, unterstützende Finite -Elemente -Simulation (wie ANSYS, YJK).
• Customized Production: Passen Sie die TMD -Spezifikationen gemäß den Projektanforderungen an und liefern Sie 3D -Modellierung und physikalische Modelltests.
• Installation und Debugging: Professionelles Team für die Installation vor Ort, ausgestattet mit einem Vibrationsüberwachungssystem, um den Vibrationsreduktionseffekt in Echtzeit zu optimieren.
• After-Sales-Garantie: Stellen Sie eine 5-jährige Garantie, eine lebenslange Wartungsunterstützung und regelmäßige Rückkehrbesuche zur Erkennung von Gerätestatus an.

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