Amortiguador de inercia
Amortiguador de inercia ( amortiguador sísmico, amortiguador de vibraciones dinámicas)) - un dispositivo integrado en la estructura de un edificio u otro objeto técnico, diseñado para reducir la amplitud de sus vibraciones mecánicas causadas por su funcionamiento, por ejemplo, un motor o por influencias externas, por ejemplo, por vibraciones sísmicas durante terremotos o por los efectos del viento debido a las características de diseño. El uso de amortiguadores en las estructuras puede reducir el malestar de las personas por las vibraciones del edificio, así como prevenir daños o destrucción en caso de terremotos y huracanes. Por regla general, estos amortiguadores son bloques de hormigón o acero conectados a la estructura del edificio mediante resortes o cables; también pueden ser de péndulo y líquidos.
Cómo funciona
Cada objeto técnico oscilante, debido a sus características de diseño, tiene sus propias frecuencias de vibración resonantes . Si la atenuación intrínseca del sistema es lo suficientemente grande, entonces las oscilaciones que surgen de las influencias perturbadoras se amortiguan por sí solas y no se requiere su amortiguamiento. Si el propio sistema decae demasiado lentamente, es decir, la energía oscilatoria se disipa más lentamente de lo que proviene del exterior, entonces es posible un aumento en la amplitud de las oscilaciones hasta la aparición de peligrosos fenómenos de resonancia y la subsiguiente destrucción del objeto.
En el caso de que una de las frecuencias realice la mayor contribución a las vibraciones finales del sistema oscilatorio , es posible, utilizando el principio de antirresonancia , equipar el objeto protegido con un amortiguador, un diseño relativamente pequeño adaptado a la vibración requerida. frecuencia del objeto. Es ella quien se llama amortiguador de inercia o amortiguador de vibraciones dinámicas.
De la teoría de las oscilaciones se deduce que en el caso de oscilaciones armónicas de un sistema con dos grados de libertad , es posible determinar tales parámetros del sistema que la amplitud de las oscilaciones en uno de los grados de libertad será igual a cero. . Este fenómeno se llama antirresonancia . Si consideramos un modelo de un sistema oscilatorio de dos masas sobre resortes, donde m m es la masa principal , x m son los desplazamientos de la masa principal, k m es la rigidez del resorte de la masa principal, m a , x a , k a , son parámetros similares de la masa agregada, y la masa principal está sujeta a una fuerza armónica con amplitud f 0 y frecuencia Ω, entonces el sistema de ecuaciones diferenciales de movimiento se verá así:
A partir de la solución de este sistema, es posible determinar tales parámetros m a y k a que la fuerza de movimiento de inercia generada de una pequeña masa será igual al efecto perturbador, pero de signo opuesto, es decir, será compensarlo por completo. En la práctica, es imposible lograr la inmovilidad completa del sistema protegido, sin embargo, las reducciones logradas en las amplitudes resonantes son suficientes para la aplicación práctica. El principio físico de funcionamiento es transferir la energía oscilatoria de la acción externa desde la estructura protegida al amortiguador de vibraciones con su posterior disipación a la resistencia en los elementos amortiguadores.
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Espectro amplitud-frecuencia de oscilaciones a diferentes valores de amortiguamiento intrínseco
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Espectro amplitud-frecuencia de vibraciones de una estructura equipada con un amortiguador de vibraciones
Aplicación
El amortiguador de inercia del rascacielos Taipei 101 está equipado con una suspensión pendular en forma de bola de acero que pesa 660 toneladas, ubicada en una mina a una altura de 88-92 pisos [1] .
La plataforma de perforación en alta mar de Berkut también está equipada con un amortiguador de inercia [2] .
Ubicada en Almaty , la torre de televisión Koktobe , de 372 metros de altura, construida en acero y situada en la ladera de una montaña en una zona propensa a terremotos, está equipada con cuatro amortiguadores dinámicos de vibraciones con un peso total de 40 toneladas, ubicados en el piso técnico más alto. .
El Monumento a la Victoria de Moscú en Poklonnaya Gora tiene una altura de 141,8 metros y una forma aerodinámicamente inestable en varias frecuencias a la vez. A un nivel de 110 metros, detrás de la parte posterior de la escultura, hay un amortiguador principal de vibraciones de 10 toneladas en la frecuencia principal, y dentro del edificio en elevaciones más altas hay varios amortiguadores adicionales de menor masa, para frecuencias de vibración más altas.
La antorcha de la llama olímpica en el Parque Olímpico de Sochi tiene una forma inclinada y una altura de unos 50 metros. En su parte superior, detrás del quemador, se instalan amortiguadores de vibraciones longitudinales y transversales.
Notas
- ↑ taipei-101.com.tw . Consultado el 7 de septiembre de 2020. Archivado desde el original el 26 de octubre de 2020.
- ↑ Folleto de descripción general del Proyecto Sakhalin-1 2019 . www.sakhalin-1.com .
Enlaces
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