JPS63172030A - Vibration damping device - Google Patents

Vibration damping device

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Publication number
JPS63172030A
JPS63172030A JP31237986A JP31237986A JPS63172030A JP S63172030 A JPS63172030 A JP S63172030A JP 31237986 A JP31237986 A JP 31237986A JP 31237986 A JP31237986 A JP 31237986A JP S63172030 A JPS63172030 A JP S63172030A
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JP
Japan
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flat
fixed
plate
vibration
plastic
Prior art date
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Pending
Application number
JP31237986A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koji Sakata
光児 坂田
Atsushi Morita
篤 森田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Engineering Corp
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Engineering Corp
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Engineering Corp, Toshiba Corp filed Critical Toshiba Engineering Corp
Priority to JP31237986A priority Critical patent/JPS63172030A/en
Publication of JPS63172030A publication Critical patent/JPS63172030A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F7/00Vibration-dampers; Shock-absorbers
    • F16F7/12Vibration-dampers; Shock-absorbers using plastic deformation of members

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Vibration Dampers (AREA)

Abstract

PURPOSE:To damp vibrations of large and small amplitudes so as to improve the vibration damping performance by providing elasto-plastic members for damping vibration in a moving system and friction force generating members between a fixed member locked in a stationary system and a supporting member for supporting the moving system. CONSTITUTION:In a fixed rod 23 as a fixed member and a supporting rod 25 as a moving member are provided with connecting holes 31, 35 and flat-faced portions 33, 37 respectively, and on both sides of the flat-faced portions 33, 37 are arranged plural plates 27 along the axes of both rods 23, 25 at equally intervals. One end of each of the plates 27 is locked to each of the flat-faced portions 33, 37 and the other end is locked to each of connecting plates 39, thus both rods 23 and 25 being elasto-plastically connected to each other. Between both flat-faced portions 33 and 37, a guide 29 is locked to the flat-faced portion 33 and fitted to the flat-faced portion 37 through a shim so that the contact face pressure can be adjusted by adjusting bolts 47. Thus, vibrations of large and small amplitudes are favorably damped, so that the vibration damping performance can be improved and fatigue failure of the elasto-plastic member can also be prevented.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) この発明は、例えば配管系等の可動系を支持して、可動
系の@勤を減衰する振動減衰袋Uに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a vibration damping bag U that supports a movable system such as a piping system and damps vibrations of the movable system.

(従来の技術) プラントの配管系は、地震や回転機器の外力を受けて振
動する。このように振動する配管系を支持し、その振動
を減衰するものとして振動減衰装置がある。この振動減
衰装置はこの場合配管支持装置である。従来の配管支持
装置には、例えばオイルスナツバやメカニカルスナツパ
等がある。
(Prior Art) Plant piping systems vibrate due to earthquakes and external forces from rotating equipment. There is a vibration damping device that supports such a vibrating piping system and damps the vibration. This vibration damping device is in this case a pipe support device. Conventional pipe support devices include, for example, oil snappers and mechanical snappers.

しかし、これらは構造が11雑であるため、品質管理が
煩雑であり、コストが嵩む。そこで、これらの欠点を解
決するために、材料の塑性歪エネルギを利用した配管支
持装置が従来提案されている。
However, since these have complicated structures, quality control is complicated and costs increase. In order to solve these drawbacks, piping support devices that utilize the plastic strain energy of materials have been proposed.

第10図および第11図は、塑性歪エネルギを利用した
従来の配管支持装置を示すぞれぞれ正面図および断面図
である。
FIG. 10 and FIG. 11 are a front view and a sectional view, respectively, showing a conventional pipe support device that utilizes plastic strain energy.

配管1は、接続ロッド3を介して弾塑性部材としての複
数のプレート5に支持される。これらのプレート5は、
第12図に示ずように両端の幅が広く、中央部の幅が狭
い形状に形成されて、プレート5の厚さ方向の応力分布
が一様になるようも1成される。また、複数のプレート
5の他端は、カバー7に固定される。カバー7にはアタ
ッチメント9が一体または一体的に取り付けられ、この
アタッチメント9が建物やその他の構築物に支持される
The pipe 1 is supported via a connecting rod 3 by a plurality of plates 5 as elastic-plastic members. These plates 5 are
As shown in FIG. 12, the plate 5 is formed to have a wide width at both ends and a narrow width at the center so that the stress distribution in the thickness direction of the plate 5 is uniform. Further, the other ends of the plurality of plates 5 are fixed to the cover 7. An attachment 9 is integrally or integrally attached to the cover 7, and this attachment 9 is supported by a building or other structure.

このような配管支持装置では、配管1の熱膨張に対して
は、プレート5が弾性変形してスプリングの働きをし、
熱膨張による変形量を吸収する。
In such a pipe support device, in response to thermal expansion of the pipe 1, the plate 5 is elastically deformed and acts as a spring.
Absorbs deformation due to thermal expansion.

また、地震時等に配管1に大荷重が作用した場合には、
その大荷重によって生じた振動を、プレート5の降伏に
よる塑性歪エネルギで減衰する。
In addition, if a large load is applied to the pipe 1 during an earthquake, etc.,
The vibrations caused by the large load are damped by plastic strain energy due to yielding of the plate 5.

なお、プレート5にはビン11が植設される。Note that a bottle 11 is implanted in the plate 5.

このビン11は、万一過大な力が接続ロッド3を介して
プレート5に作用しても、ビン11がカバー7の係止孔
13端部に当接してリミットスイッチの機能を果し、ブ
レーh 5の明所破壊を防止する。ものである。
This pin 11 is designed so that even if an excessive force is applied to the plate 5 through the connecting rod 3, the pin 11 will come into contact with the end of the locking hole 13 of the cover 7 and function as a limit switch. Prevent photopic destruction of h5. It is something.

(発明が解決しようとする問題点) このように、従来の配管支持装置では、プレート5の塑
性域内の大荷重が配管1に作用し、大きな振幅で配管1
が振動する場合には、この配管1の振動をプレート5の
塑性歪エネルギで減衰することができる。
(Problems to be Solved by the Invention) As described above, in the conventional pipe support device, a large load within the plastic region of the plate 5 acts on the pipe 1 with a large amplitude.
When the pipe 1 vibrates, the vibration of the pipe 1 can be damped by the plastic strain energy of the plate 5.

しかし、プレート5の弾性域内の荷重が配管1に作用し
、小さな振幅で配管1が振動づ゛る場合には、この小振
幅の振動を塑性歪エネルギで減衰することができない。
However, if a load within the elastic range of the plate 5 acts on the pipe 1 and the pipe 1 vibrates with a small amplitude, the small amplitude vibration cannot be damped by plastic strain energy.

このような小振幅の撮動に対しては、プレート5の弾性
変形によって減衰する他はない。ところが、プレート5
の弾性変形による減衰では、小振幅の振動を充分に減衰
できないという問題点がある。
For such small-amplitude imaging, there is no other option but to attenuate it by elastic deformation of the plate 5. However, plate 5
The problem with damping by elastic deformation is that small amplitude vibrations cannot be sufficiently damped.

また、小振幅かつ高周波数の振動を充分減衰できないこ
とから、この小振幅かつ高周波数の振動時にプレート5
に作用する繰返し荷重によって、プレート5が疲労し、
破壊するおそれがある。
In addition, since it is not possible to sufficiently attenuate small amplitude and high frequency vibrations, the plate 5
The plate 5 becomes fatigued due to repeated loads acting on the
There is a risk of destruction.

コノ発明(よ、上記事実を考慮してなされたものであり
、弾塑性部材の弾性域内の荷重が作用した際に生ずる小
振幅の振動に対しても、塑性域内の大荷重が作用した際
に生ずる大振幅の振動と同様に好適に減衰することがで
き、振動減衰性能を向上させることができるとともに、
弾塑性部材の疲労破壊を防止することができる振動減衰
装置を提供づ゛ることを目的とする。
This invention was made in consideration of the above facts, and even when a large load within the plastic region is applied to a small amplitude vibration that occurs when a load within the elastic region of an elasto-plastic member is applied. It is possible to suitably damp the large amplitude vibrations that occur, improve vibration damping performance, and
It is an object of the present invention to provide a vibration damping device that can prevent fatigue failure of elastic-plastic members.

〔発明の構成〕[Structure of the invention]

(問題点を解決するための手段) この発明は、静止系に固定される固定部材と、可動系を
支持する支持部材と、これら固定部材および支持部材間
に取り付けられ塑性歪エネルギにより上記可動系の振動
を減衰する弾塑性部材と、上記固定部材および支持部材
間に取り付けられこれら両部材の少なくともいずれか一
方との間に生ずるF?擦力により上記可動系の振動を減
衰する摩擦力発生部材とを有して構成されたものである
(Means for Solving the Problems) The present invention includes a fixed member fixed to a stationary system, a supporting member supporting a movable system, and a fixed member attached between the fixed member and the supporting member to apply plastic strain energy to the movable system. The F? generated between an elastic-plastic member that damps the vibrations of the above-mentioned fixed member and at least one of the supporting members and at least one of these members. The movable system includes a friction force generating member that damps vibrations of the movable system using friction force.

(作用) したがって、この発明に係る振動減衰装置は、弾塑性部
材の塑性域内の荷重が可動系に作用した際に生ずる大振
幅の振動に対しては、弾塑性部材の塑性歪エネルギで振
動を減衰し、弾塑性部材の弾性域内の荷重が可動系に作
用した際に生ずる小振幅の振動に対しては、固定部材ま
たは支持部材の少なくともいずれか一方と摩擦力発生部
材との聞に生ずる摩擦力によって撮動を減衰する。この
ようにして、小娠動の振動に対しても、大振動の振幅に
対しても好適に減衰することができる。
(Function) Therefore, the vibration damping device according to the present invention uses the plastic strain energy of the elastoplastic member to damp vibrations of large amplitude that occur when a load within the plastic region of the elastoplastic member acts on the movable system. Attenuated, small-amplitude vibrations that occur when a load within the elastic range of an elasto-plastic member acts on a movable system can be suppressed by the friction that occurs between at least one of the fixed member or the supporting member and the frictional force generating member. Attenuate the shooting by force. In this way, both small vibrations and large vibration amplitudes can be suitably damped.

(実施例) 以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。(Example) Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.

第1図は、この発明に係る振動減衰装置の一実施例を示
す正面図である。
FIG. 1 is a front view showing an embodiment of a vibration damping device according to the present invention.

振動減衰装置としての配管支持装置21は、固定部材と
しての固定ロッド23と、支持部材としての支持ロッド
25と、弾塑性部材としてのプレート27と、摩擦力発
生部材としてのガイド29とを有して構成される。
The piping support device 21 as a vibration damping device includes a fixed rod 23 as a fixed member, a support rod 25 as a support member, a plate 27 as an elastic-plastic member, and a guide 29 as a friction force generating member. It consists of

固定ロッド23は、一端側に固定用連結孔31を有し、
他端側が第2図に示すような平坦部33に形成される。
The fixing rod 23 has a fixing connection hole 31 on one end side,
The other end side is formed into a flat portion 33 as shown in FIG.

一方、支持ロッド25も固定ロッド23とほぼ同様に構
成され、支持用連結孔35および平坦部37を有する。
On the other hand, the support rod 25 is also configured in substantially the same manner as the fixed rod 23, and has a support connecting hole 35 and a flat portion 37.

固定用連結孔31は、静止系としての構築物等(図示せ
ず)に固定ロッド23を固定するためのものである。ま
た、支持用連結孔35は、可動系としての配管系(図示
せず)等に支持ロッド25を連結し、配管系等を支持す
るためのものである。
The fixing connection hole 31 is for fixing the fixing rod 23 to a structure or the like (not shown) as a stationary system. Further, the support connecting hole 35 is for connecting the support rod 25 to a piping system (not shown) or the like as a movable system to support the piping system or the like.

平坦部33および37の両側には、複数枚のプレート2
7が、固定ロッド23および支持ロッド25の軸方向に
ほぼ等間隔に配列される。各プレー l−27は、その
一端が平坦部33.37に固着され、他端が接続板39
に固着される。この接続板39により、プレート27を
介して固定ロッド23と支持ロッド25とが連結される
A plurality of plates 2 are provided on both sides of the flat parts 33 and 37.
7 are arranged at approximately equal intervals in the axial direction of the fixed rod 23 and the support rod 25. Each plate 1-27 is fixed at one end to the flat portion 33.37 and at the other end to the connecting plate 33.37.
is fixed to. This connection plate 39 connects the fixed rod 23 and the support rod 25 via the plate 27.

したがって、固定ロッド23および支持ロッド25間に
荷重が作用すると、プレート27が弾性変形あるいは塑
性変形し、固定ロッド23および支持ロッド25はそれ
らの軸方向に接近または離反する。固定ロッド23およ
び支持ITIツド25の平坦部33.27の間隔は、固
定ロッド23おJ:び支持ロッド25が接近しても当接
するこがないよう設定される。
Therefore, when a load acts between the fixed rod 23 and the support rod 25, the plate 27 is elastically or plastically deformed, and the fixed rod 23 and the support rod 25 move toward or away from each other in their axial directions. The distance between the flat portions 33, 27 of the fixed rod 23 and the support ITI rod 25 is set so that the fixed rod 23 and the support rod 25 do not come into contact even if they approach each other.

プレート27の配列枚数は、配管系の配管寸法、熱条件
あるいは地震荷重等により選定される。各プレート27
は例えばスチール製であり、その幅は、第3図に示すよ
うに、長手方向両端が最も広く、中央部が最も狭く形成
される。この形状により、プレート27の厚さ方向に生
ずる応力分布が一様になる。
The number of plates 27 arranged is selected depending on the piping dimensions of the piping system, thermal conditions, seismic load, etc. Each plate 27
is made of steel, for example, and its width is widest at both ends in the longitudinal direction and narrowest at the center, as shown in FIG. This shape makes the stress distribution generated in the thickness direction of the plate 27 uniform.

一方、固定ロッド23および支持ロッド25の平坦部3
3.371:!Jには、これらの平坦部33゜37の両
側面にガイド29が配設される。このガイド29は、第
2図および第3図に示すように断面コ字形状であり、平
坦部33.37の側面を覆うようにして設けられる。こ
のガイド29は、固定ロッド23の平坦部33にボルト
41およびナラ]・43によって固着される。また、ガ
イド29は、支持ロッド25の平坦部37の側面に層動
可能に接触して設けられる。
On the other hand, the flat portion 3 of the fixed rod 23 and the support rod 25
3.371:! J is provided with guides 29 on both sides of these flat portions 33°37. The guide 29 has a U-shaped cross section as shown in FIGS. 2 and 3, and is provided so as to cover the side surfaces of the flat portions 33 and 37. This guide 29 is fixed to the flat portion 33 of the fixed rod 23 with bolts 41 and a lug 43. Further, the guide 29 is provided in contact with the side surface of the flat portion 37 of the support rod 25 so as to be movable in layers.

ガイド29には、平坦部37の側面との間に、第4図に
示すようなシム45が配設される。また、ガイド29の
迫面部には調整ボルト47が螺装される。シム45には
凹部49が形成されて、調整ボルト47の先端部がこの
四部49に嵌合可能に設けられる。調整ボルト47のね
じ込み吊を調整することにより、平坦部37の側面とシ
ム45との面圧を変動さulこれらシム45と平坦部3
7との間に生ずる摩擦力Rの大きさを調節する。摩擦力
Rは、等価減衰定数he(侵述)が臨界減衰(he=1
)に至らないで調節される。
A shim 45 as shown in FIG. 4 is disposed between the guide 29 and the side surface of the flat portion 37. As shown in FIG. Further, an adjustment bolt 47 is screwed onto the abutting surface of the guide 29. A recess 49 is formed in the shim 45, and the tip of the adjustment bolt 47 is fitted into the four recesses 49. By adjusting the threaded suspension of the adjustment bolt 47, the surface pressure between the side surface of the flat portion 37 and the shim 45 can be varied.
Adjust the magnitude of the frictional force R generated between the The frictional force R has an equivalent damping constant he (encroachment) of the critical damping (he=1
).

さて、プレート27は固定ロッド23および支持ロッド
25間に荷重が作用すると、第5図に示すような弾塑性
復元力特性を示す。配管からの荷ff1Qとプレー1〜
27の変位Xとの関係は次のようになる。荷重Qが作用
すると、プレート27の降伏点A1までは初期剛性にで
弾性変形が進む。降伏点A1に至ると荷重Qが作用しな
くても、点A に至るまで塑性変形が進む。点A2にお
いて逆向きの荷重Qが作用すると、点A2から点A3に
向って荷重に比例した変形が進む。以下、点A 、点A
 および点A1を結ぶ履歴ループに従って変位する。
Now, when a load is applied between the fixed rod 23 and the support rod 25, the plate 27 exhibits elastic-plastic restoring force characteristics as shown in FIG. Load from piping ff1Q and play 1~
The relationship between 27 and the displacement X is as follows. When the load Q acts, the plate 27 undergoes elastic deformation at its initial rigidity until it reaches the yield point A1. Once the yield point A1 is reached, plastic deformation continues until the point A is reached even if no load Q is applied. When a load Q in the opposite direction acts at point A2, deformation proportional to the load progresses from point A2 toward point A3. Below, point A, point A
and is displaced according to a history loop connecting point A1.

また、固定ロッド23および支持ロッド25間に荷重が
作用すると、支持ロッド25が固定ロッド23に対して
振動し、支持ロッド25の平坦部33とシム45との間
に摩擦力Rが生ずる。第6図は、摩擦を伴った振動によ
る復元力特性の履歴ループを示す。点OBから点B1ま
では摩擦力Rのために変位Xが生じない。このIl擦力
Rを超える荷重が作用すると、このrs擦力Rに抗して
点B1から点B2に向って変位Xが生ずる。点B2にお
いて逆向きの荷重が作用しても、am力Rのため変位が
生ぜず、点B3を超える荷重が作用したときに変位する
。以下、点B4、点B5および点B1を結んだ履歴ルー
プに従って変位する。
Further, when a load is applied between the fixed rod 23 and the support rod 25, the support rod 25 vibrates relative to the fixed rod 23, and a frictional force R is generated between the flat portion 33 of the support rod 25 and the shim 45. FIG. 6 shows a history loop of restoring force characteristics due to vibration accompanied by friction. Displacement X does not occur from point OB to point B1 due to frictional force R. When a load exceeding this Il friction force R acts, a displacement X occurs from point B1 toward point B2 against this rs friction force R. Even if a load in the opposite direction is applied at point B2, no displacement occurs due to the am force R, and displacement occurs when a load exceeding point B3 is applied. Thereafter, displacement follows a history loop connecting points B4, B5, and B1.

したがって、配管支持装置21の復元力特性は、これら
第5図と第6図との履歴ループを足し合わせた第7図の
実線曲[151で示す履歴ループとなる。つまり、点O
から点Aまでは、固定ロッド23および支持ロッド25
間に荷重Qが作用しても平坦部37およびシム45間に
摩擦力Rが発生し、変位Xが生じない。点Aを超える荷
重Qが作用すルト、プレート27が初期剛性にで降伏点
Bまで変位する。降伏点Bに至ると荷重が作用しなくて
も塑性変形が進み、点Cに至る。点Cから逆向きの荷I
Qが作用すると、再び平坦部33およびシム45間に摩
擦力Rが発生し、変位Xが生じない。
Therefore, the restoring force characteristic of the pipe support device 21 becomes the history loop shown by the solid curve [151 in FIG. 7], which is the sum of the history loops in FIGS. 5 and 6. In other words, point O
From to point A, the fixed rod 23 and the support rod 25
Even if a load Q acts between them, a frictional force R is generated between the flat portion 37 and the shim 45, and no displacement X occurs. When a load Q exceeding point A is applied to the plate 27, the plate 27 loses its initial rigidity and is displaced to a yield point B. When the yield point B is reached, plastic deformation progresses even if no load is applied, and the point C is reached. Load I in the opposite direction from point C
When Q acts, frictional force R is generated again between flat portion 33 and shim 45, and displacement X does not occur.

以下、点E1点F1点G J5よび点Hを結ぶ雇歴ルー
プに従って変形する。
Hereinafter, transformation is performed according to an employment history loop connecting points E1, F1, G, J5, and H.

したがって、固定ロッド23および支持ロッド25に荷
重が作用すると、平坦部33およびシム45間に生ずる
摩擦力Rによって振動エネルギが消散され、さらにプレ
ート27の塑性歪変形に伴って振動エネルギが吸収され
る。なお、第7図の破線曲線53は、プレート27の。
Therefore, when a load is applied to the fixed rod 23 and the support rod 25, the vibration energy is dissipated by the frictional force R generated between the flat portion 33 and the shim 45, and the vibration energy is further absorbed as the plate 27 undergoes plastic strain deformation. . Note that the broken line curve 53 in FIG.

弾塑性復元力特性であり、第5図と同様のものである。This is an elastic-plastic restoring force characteristic, and is similar to that shown in FIG.

また、第7図の一点g1線曲!155は摩擦を伴った振
動による復元力特性の履歴ループであり、第6図と同様
なものである。
Also, one point g1 line curve in Figure 7! 155 is a history loop of restoring force characteristics due to vibration accompanied by friction, and is similar to that shown in FIG.

次に、配管支持装置21の減衰特性について第8図を参
照して説明する。
Next, the damping characteristics of the pipe support device 21 will be explained with reference to FIG. 8.

配管支持装置21の減衰特性は、実線曲ti157で示
すように、破線曲線59で示すプレート27の減衰特性
と、一点鎖線曲線61で示す摩擦力を伴った振動による
減衰特性とを足し合せたものである。
The damping characteristics of the piping support device 21, as shown by the solid line curve ti157, are the sum of the damping characteristics of the plate 27 shown by the broken line curve 59 and the damping characteristics due to vibration accompanied by frictional force shown by the dashed-dotted line curve 61. It is.

まず、プレート27の減衰特性。First, the damping characteristics of the plate 27.

プレート27は第5図に示すような弾塑性復元力特性を
有しているため、塑性剛性比γはγ=0である。このた
め、等価減衰定数heと塑性率μ(Q大応答変形(振幅
)/降伏変形)どの関係は第9図に示すようになる。つ
まり、降伏点ではμ=1.0であり、塑性域(μ>1.
0)では等価減衰定数heが塑性率μの増加に応じて放
物線状に増加する。例えば、塑性率μがμ=2.0の場
合には、等価減衰定数heは約0,3となる。したがっ
て、等価減衰定数heと振幅aとの関係も第9図の曲線
と同様な曲線となり、これを表わしタモノが第8図の破
線曲!259である。スチール製のプレート27では、
弾性域(μ<1.0)内の荷重が作用し、振幅aが小さ
な振動の場合には、等価減衰定数heは約0.01であ
る。これに対し、塑性域内の大荷重が作用し、振幅aが
大ぎな振動の場合には、等価減衰定数heは振幅aに比
例して増加する。
Since the plate 27 has elastic-plastic restoring force characteristics as shown in FIG. 5, the plastic stiffness ratio γ is γ=0. Therefore, the relationship between the equivalent damping constant he and the plasticity rate μ (Q large response deformation (amplitude)/yield deformation) is as shown in FIG. That is, at the yield point, μ=1.0, and in the plastic region (μ>1.
0), the equivalent damping constant he increases parabolically as the plasticity modulus μ increases. For example, when the plasticity modulus μ is μ=2.0, the equivalent damping constant he is approximately 0.3. Therefore, the relationship between the equivalent attenuation constant he and the amplitude a is also a curve similar to the curve in FIG. 9, and this is represented by the broken line curve in FIG. It is 259. In the steel plate 27,
When a load in the elastic range (μ<1.0) is applied and the amplitude a is a small vibration, the equivalent damping constant he is about 0.01. On the other hand, when a large load in the plastic region is applied and the amplitude a is large, the equivalent damping constant he increases in proportion to the amplitude a.

次に、摩擦力Rを伴った振動による減衰特性。Next, the damping characteristics due to vibration accompanied by frictional force R.

摩擦力Rによる1サイクルの消費エネルギΔWは、 ΔW=4Ra          ・・・・・・(1)
で表わされる。一般に、定常振幅yを y=acos(pt−θ)     ・・−・(2>と
置き(P:円振動数、t:時間、01位相差)、1サイ
クル間の消費エネルギが等しくなるように等価粘性減衰
係数Ceを定めると、 ΔW=yrCePa2 となる。
The energy consumption ΔW for one cycle due to the frictional force R is: ΔW=4Ra (1)
It is expressed as Generally, the steady amplitude y is set as y=acos(pt-θ)...(2>) (P: circular frequency, t: time, 01 phase difference), and the energy consumption during one cycle is made equal. When the equivalent viscous damping coefficient Ce is determined, ΔW=yrCePa2.

また一般に、等価粘性減衰定数Ceと等価減衰定数he
との関係は、 である。
In addition, in general, the equivalent viscous damping constant Ce and the equivalent damping constant he
The relationship with is .

そこで、式(1)、(3)、(4)から、摩擦力Rを伴
う振動による等価減衰定数heは、系の固有円振動数で
ある。この式(5)から、摩擦力Rを伴う振動による等
価減衰定数heと振幅aとは反比例の関係になり、この
関係を示したものがm8図の一点鎖曲線61である。
Therefore, from equations (1), (3), and (4), the equivalent damping constant he due to vibration accompanied by the frictional force R is the natural circular frequency of the system. From this equation (5), the equivalent damping constant he due to vibration accompanied by the frictional force R and the amplitude a are inversely proportional to each other, and this relationship is shown by the dashed-dotted curve 61 in the m8 diagram.

したがって、プレート27の減衰特性と、a!擦力Rを
伴う振動よる減衰特性とを合成した配管支持装置21の
減衰特性によれば、プレート27の弾性域内の小荷重が
固定ロッド23 J3J:び支持ロッド25間に作用し
た場合には、その小荷重によって生ずる小振幅の振動を
主に19F!A力Rによって減衰する。また、プレート
27の塑性域内の大荷重が固定ロッド23および支持ロ
ッド25間に作用した場合には、その大荷重によって生
ずる大振幅の振動を主にプレート27の塑性歪エネルギ
によって減衰する。その結果、配管支持装置21は、プ
レート27だりを用いた従来の配管支持装置に比べ、第
8図の斜線部分だGノ減衰特性が向上することになる。
Therefore, the damping characteristics of plate 27 and a! According to the damping characteristic of the piping support device 21, which is a combination of the damping characteristic due to vibration accompanied by the frictional force R, when a small load within the elastic range of the plate 27 acts between the fixed rod 23 and the support rod 25, The small amplitude vibration caused by the small load is mainly 19F! A is attenuated by force R. Further, when a large load within the plastic region of the plate 27 acts between the fixed rod 23 and the support rod 25, the large amplitude vibration caused by the large load is damped mainly by the plastic strain energy of the plate 27. As a result, the piping support device 21 has improved G damping characteristics in the shaded area in FIG. 8, compared to the conventional piping support device using the plate 27 or the like.

上記実[によれば、配管系からプレート27の塑性域内
の大荷重が作用して大振幅の振動が生じた場合には、こ
の振動をプレート27の塑性歪エネルギによって減衰さ
せ、また配管系からプレー1〜27の弾性域内の小荷重
が作用して小振幅の振動が生じた場合には、この振動を
平坦部33の側面とシム45との間に生ずるj!!ta
力1≧によって減衰させることから、配管系における大
小広範囲に回る振幅aの振動を好適に減衰できる。その
結果、配管系を含めたプラントの耐震性および信頼性を
向上させることができる。
According to the above example, when a large load in the plastic region of the plate 27 acts from the piping system and a large amplitude vibration occurs, this vibration is damped by the plastic strain energy of the plate 27, and the piping system When a small load within the elastic range of plays 1 to 27 acts and a small amplitude vibration occurs, this vibration is generated between the side surface of the flat portion 33 and the shim 45.j! ! ta
Since the vibration is attenuated by the force 1≧, it is possible to suitably attenuate vibrations in the piping system having amplitudes a over a wide range of sizes. As a result, the earthquake resistance and reliability of the plant including the piping system can be improved.

また、配管系からプレート27の弾性域内の小荷重が作
用しても、このとき生ずる小振幅かつ高周波数の振動を
好適に減衰できることから、プレート27の疲労破壊を
防止することもできる。
Further, even if a small load within the elastic range of the plate 27 is applied from the piping system, the small amplitude and high frequency vibrations that occur at this time can be suitably damped, so fatigue failure of the plate 27 can be prevented.

さらに、配管支持Vt置21が固定ロッド23、支持ロ
ッド25、プレート27およびガイド29を有して構成
されたものであることから、構造が簡単であり、品質管
卵や保守管理が容易となる。
Furthermore, since the piping support Vt position 21 is composed of a fixed rod 23, a support rod 25, a plate 27, and a guide 29, the structure is simple, and quality control and maintenance management are facilitated. .

特に、弾塑性部材としてのプレート27がスチール製で
あり、防振ゴムのように放射線により劣化したり、オイ
ルスナツバのオイルのように放射化されたりしないこと
から、保守管理の頻度を削減できるとともに、原子力発
電プラントにも適用でき、使用範囲の拡大を図ることが
できる。
In particular, the plate 27 as an elastoplastic member is made of steel and will not deteriorate due to radiation like vibration-proof rubber or become radioactive like oil in an oil snubber, so the frequency of maintenance management can be reduced. It can also be applied to nuclear power plants, expanding the scope of use.

なお、上記実施例では、固定ロッド23の平坦部33に
ガイド29が固定され、支持ロッド25の平坦部37に
ガイド29が摺動可能となるよう設けられたものにつき
説明したが、支持ロッド25側にボルト41およびナツ
ト43を用いてガイド29を固着し、このガイド29が
固定ロッド23側と摺動可能に接触するものであっても
よい・さらに、ガイド29が固定ロッド23および支持
ロッド25とシム45を介し、共に摺動可能に設けられ
たものでもよい。
In the above embodiment, the guide 29 is fixed to the flat part 33 of the fixed rod 23 and the guide 29 is slidably provided to the flat part 37 of the support rod 25. The guide 29 may be fixed to the side using bolts 41 and nuts 43, and this guide 29 may be slidably in contact with the fixed rod 23 side.Furthermore, the guide 29 may be fixed to the fixed rod 23 and the support rod 25. It may also be provided to be slidable together via a shim 45.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上のように、この発明に係る振動減衰装置によれば、
静止系に固定される固定部材と、可動系を支持する支持
部材との間に弾性部材および摩擦力発生部材が取り付け
られ、可動系の振動を弾塑性部材の塑性歪エネルギによ
り減衰し、さらに固定部材および支持部材の少なくとも
いずれか一方と摩擦力発生部材との間で生ずるwe力に
より減衰することから、弾塑性部材の塑性域内の大荷重
が作用したときに生ずる大振幅の振動も、弾塑性部材の
弾性域内の小荷重が作用した場合に生ずる小振幅の振動
も共に好適に減衰することができ、振動減衰性能を向上
させることができる。
As described above, according to the vibration damping device according to the present invention,
An elastic member and a friction force generating member are installed between a fixed member that is fixed to the stationary system and a support member that supports the movable system, and the vibrations of the movable system are damped by the plastic strain energy of the elastic-plastic member, and the system is further fixed. Since it is attenuated by the we force generated between the friction force generating member and at least one of the member and the support member, large amplitude vibrations that occur when a large load within the plastic region of the elastoplastic member is applied are also elastoplastic. Small-amplitude vibrations that occur when a small load is applied within the elastic range of the member can also be suitably damped, and vibration damping performance can be improved.

さらに、弾塑性部材の疲労破壊をも防止することができ
る。
Furthermore, fatigue failure of the elastic-plastic member can also be prevented.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明に係る振動減衰装置としての配管支持
装置の一実施例を示す正面図、第2図は第1図の■−■
線に沿う断面図、第3図は第1図の■−■線に沿う断面
図、第4図は第3図の■部拡大図、第5図はプレートの
弾塑性復元力特性の履歴ループを示す図、第6図はI!
J擦力を伴った振動による復元力特性の履歴ループを示
す図、第7図は第1図の配管支持装置における復元力特
性の履歴ループを示す図、第8図は第1図の配管支持装
置における減衰特性を示す図、第9図はプレートの等価
減衰定数heと塑性率μとの関係を示す図、第10図お
よび第11図は、塑性歪エネルギを利用した従来の配管
支持装置を示すそれぞれ正面図および断面図、第12図
は第11図のプレートを示す平面図である。 21・・・振動減衰装置、23・・・固定ロッド、25
・・・支持ロッド、27・・・プレート、29・・・ガ
イド、45・・・シム、57・・・配管支持装置21の
減衰特性を示ず曲線。 第1図 第2図 塑a牢μ 第9図 第8図 第10図 第11図 第12図
FIG. 1 is a front view showing an embodiment of a pipe support device as a vibration damping device according to the present invention, and FIG.
Figure 3 is a cross-sectional view along line ■-■ in Figure 1, Figure 4 is an enlarged view of part ■ in Figure 3, and Figure 5 is a hysteresis loop of the elastic-plastic restoring force characteristics of the plate. Figure 6 shows I!
A diagram showing the history loop of restoring force characteristics due to vibration accompanied by J friction force, Figure 7 is a diagram showing the history loop of restoring force characteristics in the pipe support device of Figure 1, and Figure 8 is a diagram showing the history loop of restoring force characteristics in the pipe support device of Figure 1. Figure 9 is a diagram showing the relationship between the equivalent damping constant he of the plate and the plasticity modulus μ, and Figures 10 and 11 are diagrams showing the damping characteristics of the device. 12 is a plan view showing the plate of FIG. 11, respectively. 21... Vibration damping device, 23... Fixed rod, 25
. . . Support rod, 27 . . . Plate, 29 . . . Guide, 45 . Figure 1 Figure 2 Plastic A Prison μ Figure 9 Figure 8 Figure 10 Figure 11 Figure 12

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、静止系に固定される固定部材と、可動系を支持する
支持部材と、これら固定部材および支持部材間に取り付
けられ塑性歪エネルギにより上記可動系の振動を減衰す
る弾塑性部材と、上記固定部材および支持部材間に取り
付けられこれら両部材の少なくともいずれか一方との間
に生ずる摩擦力により上記可動系の振動を減衰する摩擦
力発生部材とを有することを特徴とする振動減衰装置。 2、摩擦力発生部材は固定部材に固着され、支持部材に
摺動可能に接触して設けられた特許請求の範囲第1項記
載の振動減衰装置。 3、可動系が配管系である特許請求の範囲第1項または
第2項記載の振動減衰装置。
[Scope of Claims] 1. A fixed member fixed to the stationary system, a supporting member supporting the movable system, and an elastic member installed between the fixed member and the supporting member to damp vibrations of the movable system by plastic strain energy. It is characterized by comprising a plastic member and a frictional force generating member attached between the fixed member and the supporting member and damping vibrations of the movable system by the frictional force generated between at least one of these two members. Vibration damping device. 2. The vibration damping device according to claim 1, wherein the frictional force generating member is fixed to the fixed member and is provided in slidable contact with the supporting member. 3. The vibration damping device according to claim 1 or 2, wherein the movable system is a piping system.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5077003A (en) * 1988-11-04 1991-12-31 Nippon Seiko Kabushiki Kaisha Rolling-part steel and rolling part employing same
US5085733A (en) * 1989-08-24 1992-02-04 Nippon Seiko Kabushiki Kaisha Rolling steel bearing

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