NO141378B - Konstruksjon med indre vibrasjonsdemping - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en konstruk-

sjon med indre vibrasjonsdemping og omfattende minst to av et tynt lag viskoelastisk materiale atskilte konstruksjons-

deler av f.eks. metall, betong, lettbetong, gips, tre, trefiberplater, plast eller kombinasjoner av disse materialer.

Det har lenge vært kjent å vibrasjonsdempe

plater ved en såkalt sandwichmetode, dvs. ved å anbringe et tynt lag av et viskoelastisk materiale mellom to plater. Fra det svenske patent nr. 3^4.093 er det også kjent på tilsvar-

ende måte vibrasjonsdempede betong- eller lettbetongkonstruk-sjoner der et i forhold til en betong- eller lettbetong-konstruksjon meget tynt lag av et viskoelastisk materiale er anbrakt mellom to deler av konstruksjonen. I en slik konstruksjon utnyttes det viskoelastiske materialets evne til under skyving mellom de to konstruksjonsdelene ved deres bøyning som følge av vibrasjoner å omvandle en stor del av vibrasjons-energien til varme.

Maksimal skyving i vibrasjonsdempesjiktet og

dermed maksimal vibrasjonsdemping av konstruksjonen oppnås når vibrasjonsdempesjiktet plasseres i eller nær den homogene konstruksjonens nøytralplan. I det tilfellet at samme materialet utnyttes på begge sider av vibrasjonsdempesjiktet, f.eks. plate- og vibrasjonsdempesjiktplate, innebærer dette at vibrasjonsdempesjiktet bør plasseres slik at den totale stivheten på en på denne måte dempet konstruksjon skal være vesentlig jevnt fordelt på begge sider av det viskoelastiske laget.

Ved de kjente konstruksjonene er det viskoelastiske materialet jevnt fordelt i et tynt sjikt over hele kontaktflaten mellom de to konstruksjonsdelene.

De mest effektive viskoelastiske materialene kjennetegnes av ekstremt høy tapsfaktor (større enn 1,0), har høy vedhefting - fungerer som lim mellom konstruksjonsdelene-, hensiktsmessig konsistens etc. Disse viskoelastiske material-

ene er dyre.

Tilpassing av det viskoelastiske vibrasjonsdempesjiktet til konstruksjonen for å oppnå maksimal vibrasjonsdemping skjer ved variasjon av sjikttykkelse og skyvemodul (10<5> - 10<9>N/m<2>, fortrinnsvis 10<6> - 10<8> N/m<2>) på vibrasjonsdempesjiktet. I praksis kan disse parametere varieres bare innen relativt snevre grenser. Skyvestivheten på sjiktet kan for de mest effektive materialene ikke gjøres tilstrekkelig lav med bibehold av øvrige ønskelige egenskaper. Blant annet blir konsistensen uhensiktsmessig (sjiktmasse fastner i verktøy ved bearbeidelse) og vedheftingen blir for lav.

Applisering av dempematerialet er temmelig tid-krevende. Ved applisering på metallplater, sponplater etc. er det fare for ukontrollerte luftinneslutninger.

Ulempene nevnt ovenfor er løst ved hjelp av en konstruksjon av den innledningsvis nevnte art som er karakterisert ved at den ene konstruksjonsdel via det viskoelastiske lag er anbrakt i partiell kontakt med den andre konstruksjonsdel på en slik måte at den største avstand mellom kontaktområdene er mindre enn den minste bølgelengde i det forutbestemte frekvensområde hvori vibrasjonsdempningen skal være effektiv.

En spesiell god vibrasjonsdemping oppnås når

den ene konstruksjonsdelen i den nevnte indirekte kontakt med den andre konstruksjonsdelen etter et linje-,punkt- eller nettverkformet mønster. Derved har man mulighet for kontinuerlig å variere stivheten på det totale vibrasjonsdempingssjiktet,

dvs. dets totale areal, ved f.eks. å variere antallet punkter eller deres størrelse for derved å tilpasse en konstruksjons-dempeegenskap til ønsket verdi. Forsøk har vist at man med en dekking av 10% kan oppnå samme vibrasjonsdemping som ved helt dekkende sjikt dersom tidligere angitte vilkår med hensyn til avstanden mellom de dekkede partiene og tilpasning av skyvestivheten på vibrasjonsdempesjiktet oppfylles.

Ved at et viskoelastisk vibrasjonsdempemateriale er virksomt innen et begrenset temperaturområde, har det hittil vært umulig å oppnå fullgod vibrasjonsdemping innen et bredere temperaturområde. Ved hjelp av den partielle appliseringen ifølge oppfinnelsen blir det mulig å utvide det temperaturområde innen hvilket en konstruksjon er virksomt dempet, ved vekselvis å applisere flere viskoelastiske materialer med innbyrdes forskjellig temperaturavhengighet på skyvemodulen.

Det har hittil vært vanskelig å bearbeide vibrasjonsdempede plater, såkalte sandwichplater. Ved f.eks., boring har det viskoelastiske materialet klebet fast til boret, og sveising har frembudt en del problemer. Med f.eks. partiell applisering av vibrasjonsdempesjiktet ifølge oppfinnelsen, har man nå langt større muligheter for å bearbeide sandwichplate ved at punktenes beliggenhet kan merkes på platens overside, og bearbeidelse i de fleste tilfeller kan skje innen de områder som ikke er dekket med dette materialet.

Appliseringen av et partielt dekkende sjikt ifølge oppfinnelsen kan utføres på en enkel måte, enten den skjer i form av linjer, punkter eller nett, ved automatiske doserings-anordninger. Riktig sjikttykkelse kan oppnås ved pressing eller valsing av den øvre plate eller motsvarende mot den undre. Derav følger-at arbeidsinnsatsen for appliseringen av et partielt vibrasjonsdempesjikt ifølge oppfinnelsen er langt mindre enn for applisering av et helt dekkende sjikt ifølge konvensjonell teknikk.

Ved at en plate ifølge oppfinnelsen kan utnyttes mot et fagverk eller motsvarende med samme stivhet, kan man ved at stivheten øker i tredje potens i forhold til høyden, oppnå tilstrekkelig stivhet ved forholdsvis lite materialtil^ gang og således lav konstruksjonsvekt.

En ytterligere utvikling av oppfinnelsestanken innebærer at den ene platen er byttet ut mot f.eks. armerings-jern, forsynt med tynt viskoelastisk dempelag, hvilke jern er innlagt i den andre platen nær dens overflate og som tillates å skyves. Jernene er helt eller delvis forsynt med et sjikt av dempende viskoelastisk materiale.

Ved støping av en dempet betongkonstruksjon med partielt dekkende vibrasjonsdempesjikt ifølge oppfinnelsen, kan man for unngåelse av at de to platene sammenstøpes på de av vibrasjonsdempesjikt ikke dekkede stedene, på den nedre platen legge f.eks. et dekkende ark av forhudningspapp med åp-ninger på de plasser der vibrasjonsdempesjikt skal legges. Alternativt kan dempesjiktet appliseres partielt på den ene eller begge sidene av en bærer, f.eks. forhudningspapp.

Oppfinnelsen skal i det følgende beskrives under henvisning til noen utførelseseksempler som er vist på teg-ningen . Fig. 1 viser et snitt gjennom en på konvensjonell måte vibrasjonsdempet konstruksjon. Fig. 2 viser på samme måte prinsippet for vibrasjonsdempning ifølge oppfinnelsen. Fig. 3 og 4 viser to mot hverandre vinkelrette snitt gjennom en betongkonstruksjon der stivheten fra den øvre platen er støpt inn i den nedre platen i form av et antydnings-vis vist fagverk,

fig. 5 viser ovenfra en detalj av en betongkonstruksjon under fremstilling og

fig. 8 viser et snitt etter linjen VII I-VU I i fig. 7.

I fig. 1 er det vist en konvensjonell vibrasjonsdempet konstruksjon, bestående av f.eks. to metallplater, betongplater, gipsplater eller trefiberplater 1 og 2, mellom hvilke det er anbrakt et tynt kontinuerlig sjikt 3 av viskoelastisk materiale.

Den vibrasjonsdempede konstruksjonen ifølge oppfinnelsen (fig. 2) kan omfatte samme metallplater osv. 1 og 2, men har et partielt dekkende vibrasjonsdempesjikt, bestående av fordelte linjer eller punkter 4 av viskoelastisk materiale. Avstanden a mellom disse linjene eller punkter 4 er ifølge oppfinnelsen fortrinnsvis mindre enn en bølgelengde for det høyeste frekvensområde innen hvilket konstruksjonen skal være virksomt vibrasjonsdempet, og helst mindre enn en tredjedels bølgelengde innen samme område.

I fig. 3 og 4 er det vist hvorledes ifølge oppfinnelsen en plates stivhet kan erstattes av en tilsvarende stivhet, her i form av et fagverk 5 av f.eks. tre, som er anordnet ovenpå en betongplate 6. Et vibrasjonsdempesjikt er i

form av punkter 7 anordnet mellom fagverket og betongplaten.

I fig. 5 og 6 er det vist hvorledes ifølge en ytterligere utvikling av oppfinnelsestanken den ytre platens stivhet i form av et fagverk 8 arbeides ned i den nedre platen 9. Rundt hele eller deler av det som kassebjeiker viste fagverket er det anbrakt et sjikt av viskoelastisk vibrasjonsdempemateriale 10.

Ved fremstilling av en Vibrasjonsdempet betongkonstruksjon ifølge oppfinnelsen kan for unngåelse av vedhefting mellom konstruksjonens plater brukes f.eks. et ark av forhudningspapp 11 (fig. 7), som legges på den først støpte platen 12, hvoretter det i papirarket opptatte hull med for formålet hensiktsmessig deling fylles vibrasjonsdempemasse 13 (fig. 8). Deretter kan den øvre (ikke viste) platen støpes.

Oppfinnelsestanken rommer også en konstruksjon der man av praktiske årsaker anbringer et helt dekkende vibrasjonsdempesjikt, men der man på grunn av at overplaten (en av platene) erstattes av en partiell stivhet bare utnytter deler av dette sjiktet for vibrasjonsdempingen.

Claims (3)

1. Konstruksjon med indre vibrasjonsdempning og omfattende minst to av et tynt lag vibrasjonsdempende viskoelastisk materiale atskilte konstruksjonsdeler av f.eks. metall, betong, lettbetong, gips tre,trefiber, plast eller kombinasjoner av disse materialer, kar'akterisert ved at den ene konstruksjonsdel via det viskoelastiske lag er anbrakt i partiell kontakt med den andre konstruksjonsdel på en slik måte at den største avstand (a) mellom kontaktområdene er mindre enn den minste bølgelengde i det forutbestemte frekvensområde hvori vibrasjonsdempningen skal være effektiv.

2. - Konstruksjon ifølge krav 1, karakterisert ved at den ene konstruksjonsdel er i den nevnte indirekte kontakt med den andre konstruksjonsdel i et linje-, punkt- eller nettverkformet mønster.

3. Konstruksjon ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at den ene konstruksjonsdel er inn-støpt i den andre.