کنترل غیرفعال ارتعاشات لوله‌های حامل سیال با استفاده از جاذب ارتعاشی

Abstract

در مقاله حاضر تأثیر جاذب ارتعاشی یک درجه آزادی بر کاهش دامنه ارتعاشات لوله‌های حامل سیال با روش نیمه تحلیلی مطالعه شده است. با در نظر گرفتن تئوری تیر اویلر-برنولی، معادلات حرکت لوله و جاذب ارتعاشی استخراج شده است. با در نظر گرفتن چهار شکل مود ارتعاشی اول لوله، معادلات حرکت با استفاده از روش گالرکین گسسته‌سازی و به صورت عددی حل شده‌اند. سپس، فرکانس‌های طبیعی لوله حامل سیال با تکیه‌گاه‌های ساده در دو انتها به صورت تحلیلی استخراج شده و رابطه صریحی برای تعیین مشخصه‌های جاذب ارتعاشی ارائه شده است که با دقت بسیار مناسبی می‌توان از این رابطه به منظور طراحی جاذب ارتعاشی استفاده کرد. پس از صحه‌گذاری بر نتایج روش ارائه شده، تأثیر پارامترهای مختلف بر کاهش دامنه نوسانات سیستم با استفاده از منحنی‌های مناسبی بررسی شده است. نتایج نشان می‌دهد که با افزایش سرعت سیال دامنه نوسانات سیستم افزایش می‌یابد که با استفاده از جاذب ارتعاشی بهینه می‌توان دامنه را تا حدود 80 درصد کاهش داد. بر این اساس استفاده از این نوع جاذب با توجه به سادگی نصب و استفاده و همچنین قابلیت جذب انرژی بالا می‌تواند راهکار مناسبی جهت کاهش و یا حذف ارتعاشات ناخواسته ناشی از سیال در لوله‌های حامل سیال باشد.