Динамическое демпфирование колебаний конструкций жесткой ошиновки

Abstract

При взаимодействии гибких сооружений с ветровым потоком возможно возникновение различных явлений аэродинамической неустойчивости, например вихревое возбуждение сооружений цилиндрической формы, галопирование плохо обтекаемых конструкций с квадратным, прямоугольным или ромбовидным сечением. Опыт эксплуатации жесткой ошиновки показывает, что при относительно небольших скоростях ветра могут возбуждаться поперечные резонансные колебания, продолжающиеся в течение нескольких часов. При этом продольные колебания ошиновки в разы меньше или практически отсутствуют. Такие условия эксплуатации жесткой ошиновки показали необходимость установки дополнительных устройств (гасителей) для снижения амплитуд колебаний конструкций в резонансном режиме. Проблема уменьшения уровня колебаний конструкций во многих случаях связана с необходимостью повышения жесткости и снижения материалоемкости конструкций, при этом важно выполнение технологических требований, предъявляемых условиями эксплуатации, а также защита людей от вредного действия вибраций. В статье выделены некоторые основные способы гашения колебаний конструкций жесткой ошиновки. Метод динамического гашения колебаний заключается в присоединении к объекту виброзащиты дополнительных устройств с целью изменения его вибрационного состояния. Работа динамических гасителей основана на формировании силовых воздействий, передаваемых на объект. Этим динамическое гашение отличается от другого способа уменьшения вибрации, характеризуемого наложением на объект дополнительных кинематических связей, например закреплением отдельных его точек. Приведена математическая модель работы пластинчатого динамического гасителя колебаний с сосредоточенной массой. Для определения оптимальных параметров динамических гасителей колебаний выполнен их расчет, учитывающий совместное действие жесткой ошиновки и гасителя. Проведены экспериментальные исследования совместной работы конструкции жесткой ошиновки с пластинчатым динамическим гасителем. Подтверждена эффективность применения пластинчатых динамических гасителей с сосредоточенной массой как снаружи, так и внутри трубы-шины. Предложен вариант специального пластинчатого гасителя колебаний, который позволяет повысить логарифмический декремент колебаний в 3-3,5 раза и уменьшить амплитуду колебаний конструкций жесткой ошиновки в резонансном режиме в 12 раз.