15.7. Absorber

Расчетная схема сооружения

A = 0.2501 m² - площадь сечения;

I = 0.4952 m⁴ - момент инерции сечения;

**E = 1.961*10¹¹ N/m² - модуль Юнга;

v = 0.32 - коэффициент Пуассона;

p = 7845 kg/m³ - плотность материала;

g = 0.0477 - коэффициент внутреннего неупругого сопротивления;

q₀ = 0.38kPa - нормативное ветровое давление;

n = 0.771 - коэффициент корелляции;

d = 0.15 - логарифмический декремент затухания;

с_х=0.8 - аэродинамический коэффициент лобового сопротивления;

Тип местности - B;

В этом примере подбираются параметры динамических гасителей для подавления колебаний по первой и второй гармонике при ветровом резонансе (Ветровой резонанс).

Определяем статическую и пульсационную ветровые компоненты для типа местности В (см. Пульсационный ветер)

N узла Высота (m) Нормат. усилие w₀ (N) Коэф. учитыв. высоту Статич. компонент. w_m (N)

3 20 24320 0.85 20670

5 40 24320 1.10 26750

7 60 12150 1.30 15800

Формируем первое статическое загружение, соответствующее статической ветровой компоненте. Кроме этого, формируем еще два статических загружения, которые могут дать существенный вклад при разложении соответственно по первой и второй формам собственных колебаний (для этого мы воспользуемся разложением пульсационной ветровой компоненты по формам из примера Wind). Эти статические загружения будут иметь соответственно номера 2 и 3.

Выполняем расчет Настройка гасителей (Tumimg of absorbers) (Решение задачи) и входим в просмотрщик результатов расчета. Кликаем по пункту левого древообразного меню Tumimg of absorbers и на управляющей панели появившегося окна с амплитудно-частотной характеристикой кликаем по кнопке New selection**.

Настройка гасителя на подавление первой формы колебаний.

Заполняем появишуюся панель следующим образом

Заданные параметры имеют следующий смысл:



Static loading number	– номер статического загружения, дающего существенный вклад в первую форму при разложении по формам колебаний (в нашем случае это загружение номер 2);
Logarithmic decrement	– логарифмический декремент затухания колебаний конструкции без гасителя (принято 0.15);
Spectrum by displacements	- тип отстраиваемой АЧХ;
Node number	– номер узла, к которому крепится гаситель;
Маркер х	- обозначает, что гаситель колеблется в направлении глобальной оси Х;
Absorber mass	– масса гасителя;
Absorber resonant frequency	– частота настройки гасителя;
Energy absorb. сoef in link	– коэффициент внутреннего неупругого сопротивления в связи гасителя.

Параметры гасителя сразу угадать невозможно. Поэтому вначале задайте для массы гасителя любое значение, например 1, частоту задайте примерно равной собственной частоте конструкции, на которую настраивается гаситель, а коэффициент g назначьте равным, например 0.1. Если окажется, что значения массы вы задали неудачно, программа сама порекомендует оптимальную массу. Затем варьируя частотой и коэффициентом g, добейтесь того, чтобы “задавленная” АЧХ имела такой вид

(“задавленная” АЧХ показана зеленым цветом).

Настройка гасителя на подавление второй формы колебаний.

Аналогичным образом находим параметры гасителя, настраиваемого на подавление второй формы колебаний (этот гаситель крепится к узлу N5)

Таким образом, мы выбрали два гасителя

N узла	Масса (kg)	Частота (rad/sec)	Коэф.внутр. неупр.сопрот.
7	5707	3.28	0.35
5	46579	17.75	0.35

Возвращаемся в графический редактор, входим в режим ELEMENTS и прикрепляем 2 гасителя

Параметры гасителей можно задать также, как и параметры всех других конечных элементов, активировав опцию Tools/Properties или в таблице Конечные элементы.
Выходим в управляющую секцию и запусткаем расчет на ветровой резонанс Wind resonance (Решение задачи). После клика по соответствующему пункту меню на экране появляется панель

Щелчок по клавише OK вызывает появление следующего сообщения

Это сообщение информирует нас о том, что статическая ветровая компонента, соответствующая резонансу по первой форме колебаний заносится в таблицу Статические узловые нагрузки под номером 5. Пульсационная ветровая компонента заносится в таблицу Пульсационный ветер. А гармоническое воздействие, собственно ответственное за резонанс, и частота воздействия заносятся в таблицы соответственно Динамические узловые нагрузки и Частоты гармонических воздействий под номером 1.
Аналогичным образом формируем воздействие, соответствующее резонансу по второй собственной частоте
Запуск вариантов расчета Wind resonance не влечет непосредственного выполнения расчета. Нажатие на кнопку OK только вызывает подготовку соответствующих данных, необходимых для расчета. Чтобы расчеты были выполнены, надо запустить 3 отдельных расчета Статический расчет, Вынужденные гармонические колебания и Пульсационный ветер. Из этих трех расчетов в данном примере мы выполним только расчет на вынужденные гармонические колебания.

Расчет на гармонические вынужденные колебания выполняется в комплексной моде, поэтому и результаты, соответвенно, выдаются также в комплексной моде. Соотношение реальной и комплексной компонент определяет запаздывание по фазе по отношению к возмущающей нагрузке. Существенным для расчета является модуль комплексного числа. Для гасителя колебаний программа выдает v_abs - абсолютное перемещение, v_rel – перемещение относительно точки подвеса и R – усилие в связи гасителя (на картинках панели перемещений и характеристик гасителей совмещены искусственно – параметры гасителей можно просмотреть в режиме просмотра элементов).

Как видно, перемещения гасителей значительно больше, чем перемещения собственно конструкции по обеим формам колебаний, что говорит о удачно подобранных параметрах гасителей.