RU2572177C1 - Vibration-absorbing device - Google Patents
Vibration-absorbing device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2572177C1 RU2572177C1 RU2014130901/11A RU2014130901A RU2572177C1 RU 2572177 C1 RU2572177 C1 RU 2572177C1 RU 2014130901/11 A RU2014130901/11 A RU 2014130901/11A RU 2014130901 A RU2014130901 A RU 2014130901A RU 2572177 C1 RU2572177 C1 RU 2572177C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sections
- vibration
- pressure sheet
- groups
- frequency
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Vibration Prevention Devices (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области борьбы с вибрацией, возникающей при работе виброактивного оборудования, при воздействии на корпусные и внутрикорпусные конструкции транспортного средства пульсационных давлений, создаваемых гидроаэродинамическими источниками.The invention relates to the field of combating vibration arising from the operation of vibroactive equipment when exposed to pulsating pressures generated by hydroaerodynamic sources on the hull and inside bodies of a vehicle.
Изобретение может быть применено для уменьшения вибрации, возникающей в судовых конструкциях при работе механизмов, гребного винта и являющейся причиной повышенного уровня воздушного шума в помещениях судна.The invention can be applied to reduce the vibration that occurs in ship structures during the operation of mechanisms, propeller and which is the reason for the increased level of air noise in the premises of the vessel.
Демпфируемой конструкцией также может являться корпусная или внутрикорпусная конструкция транспортного средства, возбуждаемая динамическими усилиями со стороны работающего оборудования или пульсационными давлениями гидроаэродинамических источников, отдельный пластинчатый или оболочечный элемент виброактивного механизма, являющийся источником повышенных вибрации и шума.The damped structure can also be a vehicle hull or internal structure, excited by dynamic forces from the side of operating equipment or by pulsating pressures of hydroaerodynamic sources, a separate plate or shell element of the vibroactive mechanism, which is a source of increased vibration and noise.
Известно большое количество средств поглощения вибрации. Наиболее распространенными из них являются вибропоглощающие покрытия (А.С. Никифоров Вибропоглощение на судах, с. 53÷78, изд. «Судостроение», Ленинград, 1979 г.).A large number of vibration absorption means are known. The most common of these are vibration-absorbing coatings (A. S. Nikiforov Vibration absorption on ships, pp. 53–78, ed. “Sudostroenie”, Leningrad, 1979).
Одним из наиболее распространенных типов вибропоглощающих покрытий является армированное покрытие, представляющее собой слой вязкоупругого материала, на который наносится армирующий слой из жесткого материала (А.С. Никифоров Акустическое проектирование судовых конструкций, с. 158÷161, изд. «Судостроение», Ленинград, 1990 г.). Армированные вибропоглощающие покрытия наносят на демпфируемые конструкции либо во время постройки транспортного средства, когда заранее известна необходимость их применения, либо при необходимости доведения уровней вибраций и шума в помещениях до норм на построенном транспортном средстве. Недостатком таких покрытий является наличие в них вязкоупругого материала, деформация которого приводит к преобразованию колебательной энергии в тепловую, что обеспечивает вибропоглощающий эффект устройства. В качестве вязкоупругих используют резиноподобные материалы. Однако их применение ограничивает область использования армированных вибропоглощающих покрытий в части температурного режима и при контакте с агрессивными средами.One of the most common types of vibration-absorbing coatings is a reinforced coating, which is a layer of viscoelastic material on which a reinforcing layer of hard material is applied (A.S. Nikiforov Acoustic design of ship structures, pp. 158 ÷ 161, ed. "Sudostroenie", Leningrad, 1990). Reinforced vibration-absorbing coatings are applied to the damped structures either during the construction of the vehicle, when the need for their application is known in advance, or if necessary, to bring the levels of vibration and noise in the premises to the standards on the constructed vehicle. The disadvantage of such coatings is the presence of a viscoelastic material in them, the deformation of which leads to the conversion of vibrational energy into thermal energy, which provides a vibration-absorbing effect of the device. As viscoelastic rubber-like materials are used. However, their application limits the scope of use of reinforced vibration-absorbing coatings in terms of temperature and in contact with aggressive environments.
Известно также вибропоглощающее устройство, не имеющее в своем составе вязкоупругого материала и работающее практически при любых температурных условиях и воздействиях окружающих сред (Патент РФ «Вибропоглощающее устройство», №2117336, 1998 г.) - прототип. Его достоинствами является простота, технологичность изготовления и установки, малая стоимость. Оно включает прижимной лист, механически закрепленный на демпфируемой конструкции посредством болтов, расположенных на одинаковых расстояниях в шахматном порядке, причем толщина листа составляет от 0,05 до 0,5 толщины демпфируемой конструкции, а расстояние между соседними креплениями - половину длины изгибной волны в листе при низшей частоте диапазона fн, где требуется уменьшить вибрацию.Also known is a vibration-absorbing device that does not have a viscoelastic material and works under almost any temperature conditions and environmental influences (RF Patent “Vibration-absorbing device”, No. 2117336, 1998) - a prototype. Its advantages are simplicity, manufacturability and installation, low cost. It includes a pressure sheet mechanically fixed to the damped structure by means of bolts located at equal distances in a checkerboard pattern, the sheet thickness being from 0.05 to 0.5 of the thickness of the damped structure, and the distance between adjacent fixtures is half the length of the bending wave in the sheet when the lowest frequency range f n where you want to reduce vibration.
Недостатком прототипа является относительно узкая ширина частотного диапазона снижения вибрации. При таком расположении креплений участки прижимного листа между соседними креплениями имеют квадратную форму и одинаковую площадь. Низшая резонансная частота изгибных колебаний участков - fн. Возникновение более высокочастотных резонансов изгибных колебаний приводит к уменьшению уровня вибрации демпфируемой конструкции на частотах, больших чем fн. Однако, как показали результаты экспериментальных исследований, эффект прототипа не менее 6 дБ достигается только в узком частотном диапазоне fн÷3fн.The disadvantage of the prototype is the relatively narrow width of the frequency range of vibration reduction. With this arrangement of fasteners, the sections of the pressure sheet between adjacent fasteners are square in shape and have the same area. The lowest resonant frequency of the bending vibrations of the sections is f n . The occurrence of higher-frequency resonances of bending vibrations leads to a decrease in the vibration level of the damped structure at frequencies greater than f n . However, as the results of experimental studies have shown, the prototype effect of at least 6 dB is achieved only in a narrow frequency range f n ÷ 3f n .
Предлагаемое изобретение направлено на достижение технического результата, заключающегося в обеспечении эффективности вибропоглощающего устройства в более широком частотном диапазоне, чем у прототипа.The present invention is aimed at achieving a technical result, which consists in ensuring the effectiveness of the vibration-absorbing device in a wider frequency range than that of the prototype.
Указанный технический результат достигается тем, что в вибропоглощающем устройстве прижимной лист имеет не менее двух групп условных прямоугольных участков, каждый из которых расположен между соседними креплениями. В каждой группе участки имеют одинаковые размеры. Среднегеометрическая величина размеров участков наибольшей площади определяется длиной изгибной волны в прижимном листе на низшей частоте диапазона, в котором требуется уменьшить амплитуду вибрации демпфируемой конструкции. Среднегеометрические величины размеров участков групп с участками меньшей площади отличаются от аналогичных величин участков групп с участками большей площади не менее чем в 1,2 раза.The specified technical result is achieved by the fact that in the vibration-absorbing device the pressure sheet has at least two groups of conditional rectangular sections, each of which is located between adjacent fasteners. In each group, the plots have the same size. The geometric mean size of the sections of the largest area is determined by the length of the bending wave in the pressure sheet at the lowest frequency of the range in which it is necessary to reduce the vibration amplitude of the damped structure. The geometric mean sizes of the sections of groups with sections of a smaller area differ from similar values of sections of groups with sections of a larger area by at least 1.2 times.
Такое выполнение прижимного листа обеспечивает расширение частотного диапазона снижения вибрации за счет «введения» различных резонансных частот изгибных колебаний участков разных групп вследствие их различной площади. Выбор среднегеометрической величины размеров участков группы с участками наибольшей площади, равной длине изгибной волны в прижимном листе на низшей частоте диапазона, обеспечивает вибропоглощающий эффект устройства, как и прототипа, не менее чем 6 дБ, в частотном диапазоне от fн до 3fн. Отличия среднегеометрических величин размеров участков групп с участками большой и меньшей площадями обеспечивают необходимое увеличение резонансных частот изгибных колебаний, что приводит к достижению вибропоглощающей эффективности устройства в частотном диапазоне от 3fн до 6fн. Выполнение указанных отличительных признаков вибропоглощающего устройства расширяет не менее чем в 2 раза частотный диапазон снижения уровня вибрации демпфируемой конструкции.This embodiment of the pressure sheet provides an extension of the frequency range of vibration reduction due to the "introduction" of various resonant frequencies of bending vibrations of sections of different groups due to their different areas. The choice of the geometric mean size of the sections of the group with the largest areas equal to the length of the bending wave in the pressure sheet at the lowest frequency of the range provides the vibration-absorbing effect of the device, like the prototype, at least 6 dB, in the frequency range from f n to 3f n . The differences in the geometric mean sizes of the sections of groups with sections of large and smaller areas provide the necessary increase in the resonant frequencies of bending vibrations, which leads to the achievement of vibration-absorbing efficiency of the device in the frequency range from 3f n to 6f n . The implementation of these distinctive features of the vibration-absorbing device extends at least 2 times the frequency range of reducing the vibration level of the damped structure.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где в качестве примера представлены план и поперечное сечение А-А варианта вибропоглощающего устройства.The invention is illustrated in the drawing, where, as an example, a plan and a cross section AA of a variant of a vibration-absorbing device are presented.
Вибропоглощающее устройство содержит прижимной лист 1, жестко закрепленный с помощью механических креплений 2 на демпфируемой конструкции 3. В представленном варианте прижимной лист состоит из трех групп прямоугольных участков 4, 5, 6 между соседними креплениями, имеющих в каждой группе одинаковые размеры с условными границами, указанными пунктирными линиями. При этом среднегеометрическая величина
Вибропоглощение с помощью предлагаемого устройства осуществляется следующим образом.Vibration absorption using the proposed device is as follows.
Вибрационная энергия, передаваемая от источника в демпфируемую конструкцию, распространяется через крепления и контактирующие неровности поверхностей на прижимной лист и вызывает его интенсивные колебания на резонансных частотах изгибных колебаний участков между соседними креплениями. При равенстве среднегеометрической величины размеров участков группы с участками наибольшей площади длины изгибной волны в прижимном листе на низшей частоте диапазона fн интенсивные колебания этих участков происходят со сдвигом по фазе по отношению к колебаниям демпфируемой конструкции. Амплитуда вибрации уменьшается вследствие сухого трения поверхностей демпфируемой конструкции и прижимного листа, а также вязких потерь при движении тонкого воздушного слоя между этими поверхностями. Интенсивные колебания участков меньшей площади происходят на более высоких резонансных частотах, что приводит к расширению не менее чем в 2 раза частотного диапазона эффективности прижимного листа предлагаемого изобретения по сравнению с эффективностью прижимного листа, состоящего из квадратных участков одинаковой площади. Выбор среднегеометрической величины размеров наибольших по площади участков между соседними креплениями обеспечивает лучшую, чем у прототипа, настройку на частоту fн низшей резонансной частоты изгибных колебаний указанных участков как при их квадратной, так и прямоугольной форме. В последнем случае, при наличии широко используемых в технике прямоугольных форм демпфируемых конструкций достигается больший эффект вибропоглощения устройства и на высокочастотных изгибных резонансах участков прижимного листа между соседними креплениями.Vibrational energy transmitted from the source to the damped structure is distributed through the fasteners and the contacting surface irregularities to the pressure sheet and causes its intense vibrations at the resonant frequencies of the bending vibrations of the sections between adjacent fasteners. If the geometric mean size of the sections of the group is equal to the sections of the largest area of the length of the bending wave in the pressure sheet at the lowest frequency of the range f n, the intense oscillations of these sections occur with a phase shift with respect to the vibrations of the damped structure. The vibration amplitude decreases due to dry friction of the surfaces of the damped structure and the pressure sheet, as well as viscous losses during the movement of a thin air layer between these surfaces. Intense vibrations of sections of a smaller area occur at higher resonant frequencies, which leads to the expansion of not less than 2 times the frequency range of the effectiveness of the pressure sheet of the invention in comparison with the efficiency of the pressure sheet consisting of square sections of the same area. The choice of geometric mean size sizes of the largest areas between adjacent fasteners provides better tuning than the prototype to the frequency f n of the lower resonant frequency of the bending vibrations of these sections, both in their square and rectangular shape. In the latter case, in the presence of rectangular forms of damped structures widely used in the technique, a greater effect of vibration absorption of the device is achieved on high-frequency bending resonances of sections of the pressure sheet between adjacent fasteners.
Низшая частота fн диапазона наиболее интенсивных вибраций конструкции, которые необходимо уменьшить, определяется с использованием расчетных и экспериментальных частотных характеристик ее вибровозбудимости и воздействующих на демпфируемую конструкцию усилий. Такой частотой является резонансная частота изгибных колебаний конструкции, ближайшая к частоте наибольшего усилия, вызывающего вибрации. Для обеспечения эффективного уменьшения уровней вибрации в частотном диапазоне fн÷3fн осуществляется настройка на частоту fн низшей резонансной частоты изгибных колебаний наибольших по площади участков прижимного листа, что достигается выбором среднегеометрической величины размеров этих участков, равной длине изгибной волны λи в прижимном листе на частоте fн, определяемой по приближенной формулеThe lowest frequency f n of the range of the most intense structural vibrations that must be reduced is determined using the calculated and experimental frequency characteristics of its vibrational excitability and the forces acting on the damped structure. Such a frequency is the resonant frequency of the bending vibrations of the structure closest to the frequency of the greatest force causing vibration. To ensure effective reduction of vibration levels in the frequency range f n ÷ 3f n , the lowest resonant frequency of bending vibrations of the largest areas of the pressure sheet is tuned to the frequency f n of the vibrational area, which is achieved by choosing the geometric mean size of these sections equal to the length of the bending wave λ and in the pressure sheet at a frequency f n , determined by the approximate formula
, ,
где h - толщина прижимного листа, м,where h is the thickness of the pressure sheet, m,
fн - низшая частота диапазона, Гц.f n - the lowest frequency range, Hz.
Указанный выбор среднегеометрических величин размеров меньших по площади участков прижимного листа между соседними креплениями обеспечивает возникновение в них интенсивных изгибных колебаний на частотах более высоких чем 3fн, что способствует расширению не менее чем в 2 раза частотного диапазона необходимой для практики эффективности прижимного листа, состоящего из двух и более групп прямоугольных участков.The specified choice of geometric mean sizes of smaller areas of the pressure sheet between adjacent fasteners provides the occurrence of intense bending vibrations at frequencies higher than 3f n , which contributes to the expansion of not less than 2 times the frequency range of the effectiveness of the pressure sheet, consisting of two and more groups of rectangular sections.
Экспериментальные исследования подтвердили, что значительный эффект вибропоглощения прижимного листа с вышеуказанной толщиной достигается созданием в нем нарушения периодичности крепления листа к демпфируемой конструкции путем образования не менее двух групп участков различной площади между соседними креплениями.Experimental studies have confirmed that a significant effect of vibration absorption of the pressure sheet with the above thickness is achieved by creating in it a violation of the frequency of attachment of the sheet to the damped structure by the formation of at least two groups of sections of different sizes between adjacent fasteners.
Предлагаемое вибропоглощающее устройство существенно расширяет частотный диапазон необходимого для практики уменьшения вибраций, что выгодно отличает его от прототипа.The proposed vibration-absorbing device significantly expands the frequency range necessary for the practice of reducing vibration, which distinguishes it from the prototype.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014130901/11A RU2572177C1 (en) | 2014-07-25 | 2014-07-25 | Vibration-absorbing device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014130901/11A RU2572177C1 (en) | 2014-07-25 | 2014-07-25 | Vibration-absorbing device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2572177C1 true RU2572177C1 (en) | 2015-12-27 |
Family
ID=55023526
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014130901/11A RU2572177C1 (en) | 2014-07-25 | 2014-07-25 | Vibration-absorbing device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2572177C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2688566C1 (en) * | 2018-06-07 | 2019-05-21 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Крыловский государственный научный центр" | Local vibration absorber |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2117336C1 (en) * | 1996-07-23 | 1998-08-10 | Центральный научно-исследовательский институт им.акад.А.Н.Крылова | Vibration-absorbing device |
-
2014
- 2014-07-25 RU RU2014130901/11A patent/RU2572177C1/en active IP Right Revival
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2117336C1 (en) * | 1996-07-23 | 1998-08-10 | Центральный научно-исследовательский институт им.акад.А.Н.Крылова | Vibration-absorbing device |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2688566C1 (en) * | 2018-06-07 | 2019-05-21 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Крыловский государственный научный центр" | Local vibration absorber |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4601707B2 (en) | Material for processing and molded member using the same | |
KR101878370B1 (en) | Apparatus for damping vibration | |
JP2009281379A5 (en) | ||
Chen et al. | Vibration attenuation of a cylindrical shell with constrained layer damping strips treatment | |
RU2572177C1 (en) | Vibration-absorbing device | |
RU2451781C1 (en) | Piece sound absorber | |
RU2362855C1 (en) | Noise-attenuating panel | |
RU2640910C2 (en) | Vessel propulsor | |
RU2688566C1 (en) | Local vibration absorber | |
RU158241U1 (en) | DEVICE FOR PASSIVE EXTINGUISHING OF LOW FREQUENCY VIBRATIONS OF MARINE OBJECTS DUE TO THE WORK OF MOTORS | |
RU2713264C1 (en) | Vibration absorber | |
CN208236972U (en) | A kind of enhancing damping-constraining device | |
RU2117336C1 (en) | Vibration-absorbing device | |
JP5962199B2 (en) | Anti-vibration structure | |
JP5219976B2 (en) | Noise reduction structure | |
RU2466467C1 (en) | Hydroacoustic coating | |
CN108626290A (en) | A kind of enhancing damping-constraining device | |
RU2570693C1 (en) | Multi-layer sound-insulating structure | |
RU2687002C1 (en) | Local vibration absorber | |
CN102192010B (en) | Sound shielding structure and sound shielding cover | |
JP4551139B2 (en) | Underwater sound absorber | |
Chen et al. | Noise Modeling of Synchronous Belts | |
RU2442066C2 (en) | Vibration-absorbing pipeline surface | |
RU2321785C1 (en) | Hydroacoustic resonator | |
RU2718182C1 (en) | Vibration damping device of a shaft line vibration-insulated from a ship hull |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170726 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20190605 |