RU2688566C1 - Local vibration absorber - Google Patents

Local vibration absorber Download PDF

Info

Publication number
RU2688566C1
RU2688566C1 RU2018121208A RU2018121208A RU2688566C1 RU 2688566 C1 RU2688566 C1 RU 2688566C1 RU 2018121208 A RU2018121208 A RU 2018121208A RU 2018121208 A RU2018121208 A RU 2018121208A RU 2688566 C1 RU2688566 C1 RU 2688566C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
thickness
metal plate
metal
vibration
frequency
Prior art date
Application number
RU2018121208A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валерий Юлианович Кирпичников
Равиль Исмаилович Кильдеев
Алексей Петрович Кощеев
Юрий Федорович Шлемов
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Крыловский государственный научный центр"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Крыловский государственный научный центр" filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Крыловский государственный научный центр"
Priority to RU2018121208A priority Critical patent/RU2688566C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2688566C1 publication Critical patent/RU2688566C1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/02—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems
    • F16F15/04—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using elastic means
    • F16F15/08—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using elastic means with rubber springs ; with springs made of rubber and metal
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10K—SOUND-PRODUCING DEVICES; METHODS OR DEVICES FOR PROTECTING AGAINST, OR FOR DAMPING, NOISE OR OTHER ACOUSTIC WAVES IN GENERAL; ACOUSTICS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G10K11/00—Methods or devices for transmitting, conducting or directing sound in general; Methods or devices for protecting against, or for damping, noise or other acoustic waves in general

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.SUBSTANCE: local vibration absorber includes interconnected metal mass and rubber layer between metal mass and damped structure. Metal mass is made in the form of a metal plate having thickness from 0.2 to 0.5 of the thickness of the damping structure. Length is defined from half to one length of bending wave in metal plate. One of surfaces of metal plate is lined with reinforced vibration-absorbing coating consisting of layer of polymer film from polyvinyl acetate with thickness from 0.2 mm to 1.5 mm and metal reinforcing layer with thickness from 0.2 to 0.5 of thickness of metal plate. Metal plate is connected to the damped structure through a mechanical fixture or a permanent magnet installed in the geometric centre or in the corners of the said plate, which are distant from the point with the highest vibration level at the distance of not more than 0.1 of the flexural wave length.EFFECT: reduced weight, improved manufacturability, increased absorption of vibrational energy, wider frequency range of high efficiency.1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области борьбы с вибрацией от воздействия на конструкции воздушного шума или динамических усилий, возникающих при работе шумящего и (или) виброактивного оборудования, используемого на транспортных средствах различного функционального назначения (суда, самолеты, автомобили и т.д.).The invention relates to the field of anti-vibration from the impact on the design of airborne noise or dynamic forces arising from the operation of noisy and (or) vibroactive equipment used on vehicles of various functional purposes (ships, airplanes, cars, etc.).

Известно большое количество средств уменьшения вибрации, наиболее распространенными из которых являются вибропоглощающие покрытия и локальные вибропоглотители. Подробное описание принципа действия и конструкции указанных средств приведено, см. например, А.С. Никифоров. Вибропоглощение на судах. Гл. 3 Вибропоглощающие покрытия для судовых конструкций, стр. 53-78 и Гл. 5 Прочие средства вибропоглощения. § 17 Локальные вибропоглотители, стр. 87-95. Издательство "Судостроение", Ленинград, 1979 г.There are a large number of vibration reduction tools, the most common of which are vibration-absorbing coatings and local vibration absorbers. A detailed description of the principle of operation and design of these tools is given, see, for example, A.S. Nikiforov. Vibration absorption on ships. Ch. 3 Vibration-absorbing coatings for ship structures, pp. 53-78 and Ch. 5 Other means of vibration absorption. § 17 Local vibration absorbers, pp. 87-95. Publishing house "Shipbuilding", Leningrad, 1979

Одним из наиболее распространенных типов вобропоглощающих покрытий является армированное вибропоглощающее покрытие (А.С. Никифоров. Акустическое проектирование судовых конструкций. §6.3 Средства вибропоглощения, стр. 158-161. Издательство "Судостроение", Ленинград, 1990 г.), представляющее собой диссипативный слой резиноподобного материала на который наносится армирующий слой из металла. Одним из недостатков армированного вибропоглощающего покрытия является большая масса, обусловленная как большими размерами покрытия в плане, так и его большой толщиной. Действительно, для повышения эффективности армированное вибропоглощающее покрытие наносят на всю или большую часть поверхности демпфируемой конструкции, а толщина покрытия превышает толщину демпфируемой конструкции в два и более раз.One of the most common types of absorbing coatings is a reinforced vibration-absorbing coating (AS Nikiforov. Acoustic design of ship structures. §6.3 Vibration absorption means, pp. 158-161. Shipbuilding, Leningrad, 1990), which is a dissipative layer rubber-like material on which the reinforcing layer of metal is applied. One of the drawbacks of the reinforced vibration-absorbing coating is a large mass, due to both the large size of the coating in the plan, and its large thickness. Indeed, in order to increase the efficiency, the reinforced vibration-absorbing coating is applied to all or most of the surface of the damped structure, and the thickness of the coating exceeds the thickness of the damped structure by two or more times.

Для минимизации массы и площади размещения вибропоглощающих устройств вместо армированных вибропоглощающих покрытий используют локальные вибропоглотители, представляющие собой груз (металлическую массу) и резиновый слой между грузом и демпфируемой конструкцией (см. там же) - прототип.To minimize the mass and area of vibration-absorbing devices instead of reinforced vibration-absorbing coatings, local vibration absorbers are used, which are the weight (metal mass) and the rubber layer between the weight and the damped structure (see ibid.) - the prototype.

Недостатком прототипа-устройства является отсутствие эффективности снижения уровней вибрации устройством на низких резонансных частотах демпфируемой конструкции при малой массе груза.The disadvantage of the prototype device is the lack of effectiveness of reducing vibration levels by the device at low resonant frequencies of the damped structure with a small mass of load.

Задачей предполагаемого изобретения является существенное повышение эффективности снижения уровней вибрации устройством на низких резонансных частотах демпфируемой конструкции при одновременном уменьшении его массы.The objective of the proposed invention is a significant increase in the effectiveness of reducing vibration levels by the device at low resonant frequencies of the damped structure while reducing its mass.

Указанная задача решается благодаря тому, что в локальном вибропоглотителе, включающем скрепленные между собой металлическую массу и резиновый слой между металлической массой и интенсивно колеблющейся на частоте ƒ демпфируемой конструкцией, по изобретению металлическая масса выполнена в виде металлической пластины, имеющей толщину h, составляющую от 0,2 до 0,5 толщины демпфируемой конструкции, длину

Figure 00000001
, определяемую величиной от половины до одной длины изгибной волны в металлической пластине на частоте ƒ, а одна из поверхностей металлической пластины облицована армированным вибропоглощающим покрытием, состоящим из слоя полимерной пленки из поливинилацетата толщиной от 0,2 мм до 1,5 мм и металлического армирующего слоя толщиной от 0,2 до 0,5 толщины h металлической пластины. При этом металлическая пластина соединена с демпфируемой конструкцией через установленное в геометрическом центре или в углах упомянутой пластины механическое крепление или постоянный магнит, которые отстоят от точки с наибольшим уровнем вибрации на расстоянии, не превышающем 0,1 длины изгибной волны в демпфируемой конструкции на частоте ƒ.This problem is solved due to the fact that in the local vibration absorber, including a metal mass and rubber layer bonded to each other, between the metal mass and the damped structure that is intensely oscillating at a frequency ƒ according to the invention, the metal mass is made in the form of a metal plate having a thickness h ranging from 0, 2 to 0.5 thickness of the damped structure, length
Figure 00000001
measured by half to one bending wavelength in a metal plate at a frequency ƒ, and one of the surfaces of the metal plate is lined with a reinforced vibration-absorbing coating consisting of a layer of polymer film of polyvinyl acetate with a thickness of 0.2 mm to 1.5 mm and a metal reinforcing layer thickness from 0.2 to 0.5 thickness h of the metal plate. In this case, the metal plate is connected to the damped structure through a mechanical fastener or permanent magnet installed in the geometric center or in the corners of the said plate, which are spaced from the point with the highest vibration level at a distance not exceeding 0.1 bending wavelength in the damped structure at frequency ƒ.

Выполнение металлической массы в виде металлической пластины, имеющей толщину h, составляющую от 0,2 до 0,5 толщины демпфируемой конструкции, длину

Figure 00000001
определяемую величиной от половины до одной длины изгибной волны в металлической пластине на частоте ƒ, а одна из поверхностей металлической пластины облицована армированным вибропоглощающим покрытием, состоящим из слоя полимерной пленки из поливинилацетата толщиной от 0,2 мм до 1,5 мм и металлического армирующего слоя толщиной от 0,2 до 0,5 толщины h металлической пластины, обеспечивает повышение эффективности локального вибропоглотителя за счет настройки низшей собственной частоты изгибных колебаний металлической пластины на частоту ƒ повышенной вибрации демпфируемой конструкции при одновременном уменьшении массы устройства в сравнении с прототипом. При этом из-за возникновения изгибных колебаний металлической пластины на частотах более высоких, чем ее низшая собственная частота, расширяется частотный диапазон, в котором проявляется эффективность локального вибропоглотителя.The implementation of the metal mass in the form of a metal plate having a thickness h, comprising from 0.2 to 0.5 thickness of the damped structure, length
Figure 00000001
measured from half to one bending wavelength in a metal plate at frequency ƒ, and one of the surfaces of the metal plate is lined with a reinforced vibration-absorbing coating consisting of a layer of polymer film of polyvinyl acetate with a thickness of 0.2 mm to 1.5 mm and a metal reinforcing layer with a thickness from 0.2 to 0.5 of the thickness h of the metal plate, provides an increase in the efficiency of the local vibration absorber by adjusting the lower natural frequency of the bending vibrations of the metal plate to the frequency increased vibration damping design while reducing the mass of the device in comparison with the prototype. In this case, due to the occurrence of bending oscillations of a metal plate at frequencies higher than its lower natural frequency, the frequency range is expanded, in which the effectiveness of a local vibration absorber manifests itself.

Облицовка одной из поверхностей металлической пластины армированным покрытием, состоящим из слоя полимерной пленки из поливинилацетата толщиной от 0,2 мм до 1,5 мм и металлического армирующего слоя толщиной от 0,2 до 0,5 толщины h металлической пластины, способствует повышению эффективности локального вибропоглотителя за счет интенсивного поглощения колебательной энергии в полимерной пленке при резонансных колебаниях металлической пластины на частоте ƒ, возникающих при передаче повышенной вибрации демпфируемой конструкции на металлическую пластину через механическое крепление или постоянный магнит.Facing one of the surfaces of a metal plate with a reinforced coating consisting of a layer of polymer film made of polyvinyl acetate with a thickness of 0.2 mm to 1.5 mm and a metal reinforcing layer with a thickness of 0.2 to 0.5 thickness h of the metal plate contributes to the effectiveness of the local vibratory absorber due to intensive absorption of vibrational energy in a polymer film during resonant vibrations of a metal plate at a frequency ƒ arising during the transmission of increased vibration of a damped structure on a metal kuyu plate through mechanical attachment or a permanent magnet.

Размещение механического крепления или постоянного магнита в геометрическом центре или в углах металлической пластины от точки с наибольшим уровнем вибрации на расстоянии, не превышающем 0,1 длины изгибной волны в демпфируемой конструкции на частоте ƒ, повышает эффективность локального вибропоглотителя за счет увеличения потерь колебательной энергии в полимерной пленке армированного покрытия при интенсивной вибрации демпфируемой конструкции на частоте ƒ.Placing a mechanical attachment or a permanent magnet in the geometric center or in the corners of a metal plate from the point with the highest vibration level at a distance not exceeding 0.1 bending wavelength in the damped structure at frequency ƒ increases the efficiency of the local vibratory absorber by increasing the loss of vibrational energy in the polymer film reinforced coating with intense vibration damping structures at a frequency of ƒ.

Сущность изобретения поясняется рисунками, где на фиг. 1 представлен предлагаемый локальный вибропоглотитель на демпфируемой конструкции, имеющий механическое крепление в геометрическом центре металлической пластины, и на фиг. 2 - поперечное сечение по А-А локального вибропоглотителя на фиг. 1, установленного на демпфируемой конструкции. На фиг. 3 представлен предлагаемый локальный вибропоглотитель на демпфируемой конструкции, имеющий механическое крепление в углах металлической пластины, и на фиг. 4 - поперечное сечение по А-А локального вибропоглотителя на фиг. 3, установленного на демпфируемой конструкции.The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1 shows the proposed local vibration absorber on the damped structure, having a mechanical fastening in the geometric center of the metal plate, and FIG. 2 is a cross section along the AA of the local vibration absorber of FIG. 1, mounted on a damped structure. FIG. 3 shows the proposed local vibration absorber on the damped structure, having a mechanical attachment in the corners of the metal plate, and FIG. 4 is a cross section along A-A of the local vibration absorber of FIG. 3 installed on the damped structure.

Локальный вибропоглотитель содержит металлическую пластину 1, имеющую толщину h, составляющую от 0,2 до 0,5 толщины демпфируемой конструкции 2, длину

Figure 00000001
, определяемую величиной от половины до одной длины изгибной волны в металлической пластине на частоте ƒ, а одна из поверхностей металлической пластины облицована армированным вибропоглощающим покрытием, состоящим из слоя 3 полимерной пленки из поливинилацетата толщиной от 0,2 мм до 1,5 мм и металлического армирующего слоя 4 толщиной от 0,2 до 0,5 толщины h металлической пластины. Металлическая пластина 1 соединена с демпфируемой конструкцией 2, имеющей повышенные уровни вибрации на частоте ƒ с помощью механического крепления 5, расположенного в геометрическом центре или углах упомянутой пластины, что показано на фиг. 1, 2, 3, 4, соответственно. Механическим креплением 5 может быть постоянный магнит. В качестве полимерной пленки из поливинилацетата в армированном вибропоглощающем покрытии использована полимерная пленка из поливинилацетата типа ВПС (ТУ 4515-001-00203521-93) - "рекордсмена" по вибропоглощающей эффективности среди используемых материалов. Данная полимерная пленка обладает самоклеющейся способностью и обеспечивает надежное крепление металлического армированного слоя, имеющего малую массу, на резонирующей металлической пластине, за счет чего улучшается технологичность локального вибропоглотителя - предполагаемого изобретения - по сравнению с прототипом.The local vibration absorber contains a metal plate 1, having a thickness h, from 0.2 to 0.5 thickness of the damped structure 2, length
Figure 00000001
measured from half to one bending wavelength in a metal plate at a frequency ƒ, and one of the surfaces of the metal plate is lined with a reinforced vibration-absorbing coating consisting of a layer 3 of a polyvinyl acetate polymer film with a thickness of 0.2 mm to 1.5 mm and a metal reinforcing layer 4 with a thickness of 0.2 to 0.5 thickness h of the metal plate. The metal plate 1 is connected to a damping structure 2, having increased vibration levels at a frequency by means of a mechanical fastener 5 located in the geometric center or corners of the said plate, as shown in FIG. 1, 2, 3, 4, respectively. Mechanical mounting 5 may be a permanent magnet. As a polymer film of polyvinyl acetate in a reinforced vibration-absorbing coating, a polymer film of polyvinyl acetate of the type UPU (TU 4515-001-00203521-93) is used - a “record holder” in vibration-absorbing efficiency among the materials used. This polymer film has a self-adhesive ability and provides a reliable fastening of a metal reinforced layer having a small mass on a resonant metal plate, thereby improving the manufacturability of the local vibratory absorber - the proposed invention - compared to the prototype.

Механические крепления геометрического центра или углов металлической пластины расположены отстоящими от точки с повышенным уровнем вибрации на расстоянии, не превышающем 0,1 длины изгибной волны в демпфируемой конструкции на частоте ƒ.Mechanical fastenings of the geometric center or corners of a metal plate are spaced from a point with an increased level of vibration at a distance not exceeding 0.1 of the bending wave length in the damped structure at frequency ƒ.

Предлагаемый локальный вибропоглотитель работает следующим образом.The proposed local vibration absorber works as follows.

Демпфируемой конструкцией может являться корпусная или внутрикорпусная конструкция транспортного средства, возбуждаемая воздушным шумом или динамическими усилиями со стороны работающего шумящего и (или) виброактивного механизма. Ею может быть, например, ограждающая конструкция помещения, в котором находится механизм, повышенные вибрации которой являются причиной превышающих нормы уровней вибрации и шума в соседних и более удаленных помещениях транспортного средства. Демпфируемой конструкцией могут являться также днищевая конструкция кормовой оконечности судна, возбуждаемая пульсационными давлениями со стороны гребного винта, или корпус виброактивного механизма, возбуждаемого соударениями движущихся элементов, являющиеся причиной возникновения повышенных вибрации и (или) шума транспортного средства.The damped structure can be a carcass or internal body design of the vehicle, excited by airborne noise or dynamic forces from the operating noise and (or) vibro-active mechanism. It can be, for example, the enclosing structure of a room in which there is a mechanism, the increased vibrations of which cause higher than normal levels of vibration and noise in adjacent and more remote vehicle spaces. The damped structure can also be the bottom structure of the stern end of the vessel, excited by pulsation pressures from the propeller side, or the body of the vibro-active mechanism, excited by collisions of moving elements, which cause increased vibration and (or) vehicle noise.

Вибрационная энергия, введенная источником в демпфируемую конструкцию, распространяется на металлическую пластину через механическое крепление или постоянный магнит. При толщине h металлической пластины, составляющей от 0,2 до 0,5 толщины демпфируемой конструкции, длине

Figure 00000001
определяемой величиной от половины до одной длины изгибной волны в металлической пластине на частоте ƒ в ней на частоте ƒ возникают интенсивные колебания, которые воздействуют на полимерную пленку армированного вибропоглощающего покрытия. Колебательный процесс в полимерной пленке сопровождается потерями вибрационной энергии из-за ее преобразования в тепло, а его интенсификация при резонансных колебаниях металлической пластины приводит к увеличению вибропоглощения, что повышает эффективность локального вибропоглотителя. Потери колебательной энергии в полимерной пленке возрастают и на резонансных частотах колебаний демпфируемой конструкции, превышающих частоту ƒ и совпадающих с более высокими, чем низшая, собственными частотами изгибных колебаний металлической пластины. Это способствует расширению частотного диапазона эффективности локального вибропоглотителя.The vibration energy introduced by the source into the damped structure, is distributed to the metal plate through a mechanical fastening or a permanent magnet. When the thickness h of the metal plate is from 0.2 to 0.5 of the thickness of the damped structure, the length
Figure 00000001
determined by the value from half to one length of a bending wave in a metal plate at a frequency ƒ in it at a frequency intense vibrations occur that affect the polymer film of the reinforced vibration-absorbing coating. The oscillatory process in the polymer film is accompanied by the loss of vibration energy due to its conversion into heat, and its intensification during resonant vibrations of the metal plate leads to an increase in vibration absorption, which increases the efficiency of the local vibration absorber. The loss of vibrational energy in a polymer film also increases at resonant vibrational frequencies of the damped structure, which exceed the frequency ƒ and coincide with higher than the lower, natural frequencies of bending vibrations of a metal plate. This contributes to the expansion of the frequency range of the effectiveness of the local vibration absorber.

При толщине h металлической пластины меньшей, чем 0,2 часть толщины демпфируемой конструкции, уменьшается эффективность локального вибропоглотителя из-за его малой массы по отношению к массе демпфируемой конструкции. Увеличение толщины h металлической пластины больше 0,5 толщины демпфируемой конструкции приводит к росту длины и массы локального вибропоглотителя.When the thickness h of the metal plate is less than 0.2 part of the thickness of the damped structure, the efficiency of the local vibration absorber decreases due to its small mass relative to the weight of the damped structure. An increase in the thickness h of a metal plate greater than 0.5 of the thickness of the damped structure leads to an increase in the length and mass of the local vibration absorber.

При длине металлической пластины

Figure 00000001
со значениями, меньшими чем половина длины и большими, чем одна длина изгибной волны в металлической пластине на частоте ƒ, ухудшается настройка низшей собственной частоты ее изгибных колебаний на частоту ƒ повышенной вибрации демпфируемой конструкции, что приводит к уменьшению эффективности локального вибропоглотителя.With the length of the metal plate
Figure 00000001
with values smaller than half the length and greater than one length of a bending wave in a metal plate at a frequency ƒ, the setting of the lower natural frequency of its bending vibrations to the frequency дем of the increased vibration of the damped structure deteriorates, which leads to a decrease in the efficiency of the local vibration absorber.

При толщине полимерной пленки из поливинилацетата от 0,2 мм до 1,5 мм в ней создаются условия для наилучшего поглощения колебательной энергии за счет касательных напряжений, возникающих в пленке при воздействии на нее металлической пластины и армирующего металлического слоя. При толщине пленки менее 0,2 мм уменьшается толщина ее слоя, в котором происходит преобразование колебательной энергии в тепло касательными напряжениями и уменьшается эффективность локального вибропоглотителя. При толщине пленки более 1,5 мм ухудшается возбуждение металлической пластиной армирующего металлического слоя и уменьшается эффективность локального вибропоглотителя.When the thickness of a polyvinyl acetate polymer film is from 0.2 mm to 1.5 mm, conditions are created in it for the best absorption of vibrational energy due to shear stresses arising in the film when exposed to a metal plate and a reinforcing metal layer. When the film thickness is less than 0.2 mm, the thickness of its layer decreases, in which the vibrational energy is converted into heat by tangential stresses and the efficiency of the local vibration absorber decreases. When the film thickness is more than 1.5 mm, the excitation by the metal plate of the reinforcing metal layer is deteriorated and the efficiency of the local vibration absorber decreases.

Выполнение условия, что механическое крепление или постоянный магнит в геометрическом центре или в углах металлической пластины отстоит от точки с наибольшим уровнем вибрации на расстоянии, не превышающем 0,1 длины изгибной волны в демпфируемой конструкции на частоте ƒ, способствует наилучшему возбуждению металлической пластины и полимерной пленки и приводит к увеличению вибропоглощения в локальном вибропоглотителе, т.е. к росту его эффективности. При больших отстояниях механического крепления или постоянного магнита от точки с наибольшим уровнем вибрации демпфируемой конструкции уменьшаются уровни колебаний металлической пластины на частоте ƒ, что приводит к снижению эффективности локального вибропоглотителя.Compliance with the fact that mechanical fastening or a permanent magnet in the geometric center or in the corners of a metal plate is located at a frequency ƒ from the point with the highest level of vibration at a distance not exceeding 0.1 bending wave length in the damped structure, and promotes the best excitation of the metal plate and polymer film and leads to an increase in vibration absorption in the local vibration absorber, i.e. to increase its effectiveness. At large distances of mechanical fastening or a permanent magnet from the point with the highest vibration level of the damped structure, the oscillation levels of the metal plate at frequency decrease, which leads to a decrease in the efficiency of the local vibration absorber.

Измерения эффективности заявляемого изобретения проводились при установке локального вибропоглотителя на демпфируемую конструкцию из стали с размерами в плане 0,522×0,371 м и толщиной 1,5⋅10-3 м. Вторая низшая резонансная частота изгибных колебаний конструкции, на которой регистрировались повышенные уровни ее вибрации, составляла 129 Гц. Локальный вибропоглотитель с такой же низшей собственной частотой изгибных колебаний имел толщину 0,6-10-3 м и длину

Figure 00000001
=0,15 м, равную примерно 0,72 длины изгибной волны в металлической пластине из стали на частоте 129 Гц и определяемую по формуле
Figure 00000002
, где λизг - длина изгибной волны на частоте ƒ в металлической пластине толщиной h. Ширина металлической пластины составляла 0,06 м. Толщина металлического армирующего слоя из стали составляла 0,12⋅10-3 м, а толщина диссипативного слоя из полимерной пленки на основе поливинилацетата типа ВПС - 0,5⋅10-3 м. Масса локального вибропоглотителя составляла 2,2% от массы демпфируемой конструкции. Максимальный уровень вибрации демпфируемой конструкции на частоте 129 Гц был зарегистрирован в пучностях второй формы ее изгибных колебаний. Механическое крепление геометрического центра локального вибропоглотителя совмещалось с одной из указанных пучностей колебаний демпфируемой конструкции. При установке локального вибропоглотителя было достигнуто уменьшение уровня вибрации демпфируемой конструкции на частоте ƒ=129 Гц на величину 37 дБ (~71 раз). Достигнуть такой же эффект на этой частоте при использовании прототипа с массой в 10 раз большей, чем у предлагаемого локального вибропоглотителя, оказалось невозможным. Эффективность прототипа с такой же массой как у испытанного локального вибропоглотителя отсутствовала.The effectiveness of the claimed invention was measured by installing a local vibration absorber on a damped steel structure with dimensions in terms of 0.522 × 0.371 m and 1.5⋅10 -3 m thick. The second lowest resonant frequency of flexural vibrations of the structure, on which increased levels of vibration were recorded, was 129 Hz. The local vibration absorber with the same lower natural frequency of bending vibrations had a thickness of 0.6-10 -3 m and a length
Figure 00000001
= 0.15 m, equal to about 0.72 of the bending wave length in a metal plate made of steel at a frequency of 129 Hz and determined by the formula
Figure 00000002
, where λ izg is the length of a bending wave at frequency ƒ in a metal plate with a thickness h. The width of the metal plate was 0.06 m. The thickness of the metal reinforcing layer made of steel was 0.12⋅10 -3 m, and the thickness of the dissipative layer of the polymer film based on polyvinyl acetate of the PPS type was 0.5⋅10 -3 m. The mass of the local vibration absorber accounted for 2.2% of the mass of the damped structure. The maximum vibration level of the damped structure at a frequency of 129 Hz was registered in the antinodes of the second form of its flexural vibrations. The mechanical fastening of the geometric center of the local vibration absorber was combined with one of the indicated antinodes of oscillations of the damped structure. When installing a local vibration absorber, a reduction in the vibration level of the damped structure at a frequency ƒ = 129 Hz by an amount of 37 dB (~ 71 times) was achieved. To achieve the same effect at this frequency when using a prototype with a mass 10 times greater than that of the proposed local vibratory absorber, turned out to be impossible. The effectiveness of the prototype with the same mass as that of the tested local vibration absorber was absent.

Локальный вибропоглотитель уменьшил на 17-29 дБ (~8-30 раз) уровни вибрации демпфируемой конструкции также на ее более высоких резонансных частотах (174 Гц, 201 Гц, 285 Гц и т.д.), где эффект от установки прототипа отсутствовал.The local vibration absorber reduced by 17-29 dB (~ 8-30 times) vibration levels of the damped structure also at its higher resonant frequencies (174 Hz, 201 Hz, 285 Hz, etc.), where the effect of the prototype installation was absent.

Такие же результаты были получены при нахождении механического крепления предлагаемого локального вибропоглотителя в углах металлической пластины. Замена механического крепления постоянным магнитом принципиального влияния на эффективность предлагаемого локального вибропоглотителя не оказала.The same results were obtained when finding the mechanical fastening of the proposed local vibration absorber in the corners of the metal plate. Replacing the mechanical fastening with a permanent magnet did not have a fundamental effect on the effectiveness of the proposed local vibration absorber.

Предлагаемый локальный вибропоглотитель имеет высокую эффективность снижения уровней вибрации устройством на низких резонансных частотах демпфируемой конструкции с существенным расширением частотного диапазона высокой эффективности и с одновременным уменьшением массы при лучшей технологичности, что выгодно отличает его от прототипа.The proposed local vibration absorber has a high efficiency of reducing vibration levels by the device at low resonant frequencies of the damped structure with a significant expansion of the frequency range of high efficiency and with simultaneous weight reduction with better processability, which distinguishes it from the prototype.

Claims (2)

1. Локальный вибропоглотитель, включающий скрепленные между собой металлическую массу и резиновый слой между металлической массой и интенсивно колеблющейся на частоте ƒ демпфируемой конструкцией, отличающийся тем, что металлическая масса выполнена в виде металлической пластины, имеющей толщину h, составляющую от 0,2 до 0,5 толщины демпфируемой конструкции, длину
Figure 00000003
определяемую значением от половины до одной длины изгибной волны в металлической пластине на частоте ƒ, а одна из поверхностей металлической пластины облицована армированным вибропоглощающим покрытием, состоящим из слоя полимерной пленки из поливинилацетата толщиной от 0,2 мм до 1,5 мм и металлического армирующего слоя толщиной от 0,2 до 0,5 толщины h металлической пластины, при этом металлическая пластина соединена с демпфируемой конструкцией через установленное в геометрическом центре или в углах упомянутой пластины механическое крепление или постоянный магнит, которые отстоят от точки с наибольшим уровнем вибрации на расстоянии, не превышающем 0,1 длины изгибной волны в демпфируемой конструкции на частоте ƒ.1. A local vibration absorber comprising a metal mass and a rubber layer bonded to each other between a metal mass and a damped structure that oscillates intensely at a frequency, characterized in that the metal mass is made in the form of a metal plate having a thickness h ranging from 0.2 to 0, 5 thickness of damped structure, length
Figure 00000003
determined by the value from half to one bending wavelength in a metal plate at frequency ƒ, and one of the surfaces of the metal plate is lined with a reinforced vibration-absorbing coating consisting of a layer of polymer film of polyvinyl acetate with a thickness of 0.2 mm to 1.5 mm and a metal reinforcing layer with a thickness from 0.2 to 0.5 of the thickness h of the metal plate, while the metal plate is connected to the damping structure through a mechanical fastener installed in the geometric center or in the corners of the said plate s or a permanent magnet that are spaced from the point with the highest level of vibration at a distance not exceeding 0.1 of bending wavelength at the design damped frequency ƒ. 2. Локальный вибропоглотитель по п. 1, отличающийся тем, что в качестве полимерной пленки из поливинилацетата использована полимерная пленка типа ВПС.2. The local vibration absorber of claim 1, characterized in that a polyvinyl acetate polymer film is used as a polyvinyl acetate film.
RU2018121208A 2018-06-07 2018-06-07 Local vibration absorber RU2688566C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018121208A RU2688566C1 (en) 2018-06-07 2018-06-07 Local vibration absorber

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018121208A RU2688566C1 (en) 2018-06-07 2018-06-07 Local vibration absorber

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2688566C1 true RU2688566C1 (en) 2019-05-21

Family

ID=66636647

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018121208A RU2688566C1 (en) 2018-06-07 2018-06-07 Local vibration absorber

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2688566C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11492773B2 (en) * 2017-04-07 2022-11-08 Momentum Technologies AS Method for vibration damping of and vibration damper assembly for semi-submerged or submerged structure

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU571642A1 (en) * 1974-03-25 1977-09-05 Предприятие П/Я А-1687 Device for compensating for vibration of mechanical structures
US20090133958A1 (en) * 2005-08-23 2009-05-28 Airbus Deutschland Gmbh Sound-absorbing element or transport means, in particular for aircraft
US20130106037A1 (en) * 2010-07-15 2013-05-02 Nittobo Acoustic Engineering Co, Ltd. Open air layer-type vibration reduction structure
RU2572177C1 (en) * 2014-07-25 2015-12-27 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации Vibration-absorbing device

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU571642A1 (en) * 1974-03-25 1977-09-05 Предприятие П/Я А-1687 Device for compensating for vibration of mechanical structures
US20090133958A1 (en) * 2005-08-23 2009-05-28 Airbus Deutschland Gmbh Sound-absorbing element or transport means, in particular for aircraft
US20130106037A1 (en) * 2010-07-15 2013-05-02 Nittobo Acoustic Engineering Co, Ltd. Open air layer-type vibration reduction structure
RU2572177C1 (en) * 2014-07-25 2015-12-27 Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации Vibration-absorbing device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11492773B2 (en) * 2017-04-07 2022-11-08 Momentum Technologies AS Method for vibration damping of and vibration damper assembly for semi-submerged or submerged structure

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7296977B2 (en) Damping material, damping arrangement and method for designing a damping arrangement
RU2688566C1 (en) Local vibration absorber
RU2483971C2 (en) Vibration and noise protection device for vessel power equipment
US20070221460A1 (en) Vibration damping device for internal combustion engine
Tandon Noise-reducing designs of machines and structures
JP2007156309A (en) Sound absorbing material
RU2640910C2 (en) Vessel propulsor
US8511601B2 (en) Aircraft with tuned vibration absorber mounted on skin
CN108626290A (en) A kind of enhancing damping-constraining device
RU2713264C1 (en) Vibration absorber
RU2687002C1 (en) Local vibration absorber
CN208236972U (en) A kind of enhancing damping-constraining device
CN105529021B (en) Thermo-acoustic protection structure for rotary machine
RU158241U1 (en) DEVICE FOR PASSIVE EXTINGUISHING OF LOW FREQUENCY VIBRATIONS OF MARINE OBJECTS DUE TO THE WORK OF MOTORS
RU2572177C1 (en) Vibration-absorbing device
RU2570693C1 (en) Multi-layer sound-insulating structure
CN112761954A (en) Exhaust silencing assembly, compressor and air conditioner
RU2148724C1 (en) Internal combustion engine cylinder head cover
RU2144620C1 (en) Internal combustion engine timing gear drive
JP2011085761A (en) Noise reduction structure
RU2117336C1 (en) Vibration-absorbing device
RU2149272C1 (en) Oil sump of internal combustion engine
SU1725003A1 (en) Pipeline oscillations damping device
SU965873A1 (en) Vibration-damping apparatus for vehicle body or hull
JP2020109451A (en) Soundproofing device