home

discl. / ©, lid NVJ

A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z

advertenties:


tuned mass damper

 

tuned mass damper

Een tuned mass damper (TMD) is een demper die bijvoorbeeld toegepast wordt om de beweging van een gebouw bij een aardbeving of bij harde wind (gedeeltelijk) op te heffen. De tuned mass damper is ingesteld is op de te verwachten beweging die het gebouw kan maken. De technologie wordt ook wel anti-vibrattion technology (AVT) genoemd. 
De eenvoudigste tuned mass damper bestaat uit een massa (groot), een veer en een demper. Dit wordt een Single Degree of Freedom Linear Oscilator genoemd (SDOF).


het nut van een tuned mass damper (makita):


principe van een tuned mass damper (purdue university):


Tuned mass dampers worden toegepast:
- in zeer hoge gebouwen (wolkenkrabbers) om de bewegingen van het gebouw bij aardbevingen en harde wind voor een deel op te heffen 
- in gereedschap bij bv. grote elektrische boorhamers (om de trillingen te compenseren die anders doorgegeven worden aan degene die het gereedschap bedient).

Er zijn drie hoofdgroepen van dempers die de beweging van een gebouw voor een gedeelte opheffen:
- de passieve demper
- de "tuned damper" (ook wel: harmonic absorber, semi-actieve demper)
- de actieve demper (ook wel: active TMD, active mass damper (AMD)).

Passieve dempers werken "uit zichzelf": bij een beweging van het gebouw vindt er een tegenbeweging plaats door hydraulische dempers (te vergelijken met de schokdemper van de auto). Voor een goede werking moeten er meer dempers worden aangebracht aan de staalconstructie van het gebouw.
Een heel ander type passieve demper is een staal-rubber-buffer onder een gebouw: verschillende lagen staal en rubben (om-en-om) vormen één geheel en laten de grond meer of minder trillen onafhankelijk van het gebouw (te vergelijken met een anti-trillingstafel in een laboratorium). Dit type demper is echt passief te noemen.

Tuned mass dampers (semi-actieve dempers) heffen de trillingen van een gebouw ook op door een tegengestelde beweging uit te voeren, maar hierbij is de tegenbeweging afgestemd (tuned) op een bepaalde frequentie. Als die bepaalde frequentie optreedt, "resoneert" de demper uit fase met de beweging van het gebouw. Belangrijk hierbij is dus de frequentie van de trilling die opgevangen moet worden en de massa die de tegenbeweging uitvoert (de energie van het bewegende gebouw moet gedeeltelijk opgevangen worden). 
De grootste TMD bevindt zich in het Taipei-101-gebouw, waarbij de massa een stalen bol is van 5,5 m diameter die bestaat uit 41 aaneengelaste concentrische plakken. De bol is opgehangen aan de 90e verdieping en is aan de onderzijde voorzien van een achttal schokdempers bevestigd aan de 86 verdieping. De massa is 660.000 kg. Deze TMD zorgt voor een demping tot. 40%.


klik op de afbeeldingen voor groter

een dempingsgrafiek van een tuned mass damper (purdue university):


een pendumlum tmd (purdue university) zoals in de taipei-101 is gebouwd:


pendulum tuned mass damper in de taipei-101 (wikipedia;
klik op de afbeelding voor een youtube-filmpje erover):


een andere soort tuned mass damper, de translational tuned mass damper (purdue university):


nog een andere soort tuned mass damper (purdue university):


Bij een active tuned mass damper (een actieve demper) wordt het effect van de TMD verbeterd door een extra massa en een actuator aan te brengen aan de massa en te zorgen dat de extra massa uit fase is met de beweging van de tegenbeweging van de eerste massa.
Actieve dempers komen voor in de vorm van een grote massa bovenin het gebouw. Deze massa is opgehangen in het gebouw en als er een trilling plaatsvindt, sturen sensoren de grote massa aan waardoor een tegenbeweging plaatsvindt en evenwicht ontstaat.


klik op de afbeeldingen voor groter

een actieve demper (purdue university):


een actieve demper, een zgn. mdof (multi-degree of freedom linear oscilator; purdue university):


een actieve demper van het type translational tmd (purdue university):


Documentatie
- YouTube-filmpje van de TMD van de Taipei
- Nog een YouTube-filmpje van de TMD van de Taipei

- Youtube-filmpje translational tuned mass damper 
- Intro to structural motion control (Purdue University).