MATHEMATICAL MODELING OF VISCOUS FRICTION DAMPER DEVICES ON THE BASIS OF THE BENCH TESTING RESULTS

Authors: 
Receipt date: 
09.02.2017
Section: 
Year: 
2017
Journal number: 
УДК: 
66.023
Article File: 
Pages: 
21
26
Abstract: 

The article presents the results of work of JSC “IrkutskNIIhimmash” in the field of developing viscous friction dampers. They provide the industrial safety of equipment used under the intensive dynamic impact. The possibility of ensuring industrial safety of dynamically loaded equipment based on the use of discrete damping bonds of viscous or dry friction is noted. The principal design of a viscous friction damping device of membrane type developed and introduced into commercial operation, which has a high sensitivity to vibrations of small amplitudes, as well as the possibility of varying the damping properties in a wide range is shown. The approaches to interpretation of work of the real viscous friction damping devices based on the results of bench testing with the help of generalized Maxwell and Kelvin–Voigt models are considered in the article. In particular, the possibility of identification of the required parameters of damping mathematical model on the basis of the methods of structures optimal design is shown. Besides, it is noted that it is possible to use the sum of squares of the difference between the experimentally measured damping force and the damping force calculated in accordance with the accepted mathematical model as a minimized target function. The article presents the developed application-dependent software that solves the problem of damping models parameters identification for different combinations of generalized Maxwell and Kelvin–Voigt models if the general amount of chains is less than 10. At that the method of direct net scanning followed by reduction of search area is accepted as the basic algorithm for search of the optimum.

List of references: 
  1. СТО-00220227-044-2016. Оборудование опасных производственных объектов. Расчетно-экспериментальные методы исследования. Введ. 01.09.2016. Иркутск : ИркутскНИИхиммаш, 2016. 52 с.
  2. Barutzki. F. Extending the Service Life of Piping Systems Through the Application of Viscous Fluid Dampers. GERB Vibrations Control Systems, Inc., 2002.
  3. V.V. Kostarev, D.J.Pavlov. Application of CKTI Damper for Protecting Piping Systems, Equipment and Structures Against Dynamic and Seismic Response. SMIRT 11 Transactions, Vol. K, Tokyo, Japan, 1991, p.p. 505–510.
  4. ТО 4192-001-20503039-03. Вязкоупругие демпферы серии ВД. Техническое описание. СПб. : ЦКТИ Вибросейсм, 2003. 45 с.
  5. Трутаев С.Ю. Исследование вынужденных колебаний трубопроводных систем с дискретными демпферами // Вестник ИрГТУ. Иркутск : Изд-во ИрГТУ, № 4. 2004 С. 178.
  6. Безделев В.В., Трутаев С.Ю. Оптимизация демпфирующих свойств опорных конструкций при разработке мероприятий по снижению вибрации трубопроводов насосно-компрессорного оборудования // V Междунар. симпозиум по трибофатике ISTF-2005 : сб. докл. Т. 3. Иркутск : изд-во ИрГУПС, 2005. С. 65–70.
  7. Пат. 2343313 Рос. Федерация. Компрессорная станция / С. Ю. Трутаев и др. ; заявитель и патентообладатель ОАО ИркутскНИИхиммаш. №2007111091/06 ; заявл. 26.03.2007; опубл. 10.01.2009, Бюл. № 1. 7 c.
  8. Трутаев С.Ю., Трутаева В.В. Разработка и внедрение эффективных систем вибро- и сейсмозащиты промышленного оборудования // Исследования, проектирование, изготовление, стандартизация и техническая диагностика оборудования и трубопроводов, работающих под давлением : материалы IX науч.-техн. конф. Иркутск, 2011. С.124–126.
  9. Трутаев С.Ю. Управление динамическим состоянием промышленного оборудования на основе разработки и внедрения эффективных средств виброзащиты // Системы. Методы. Технологии. 2016. № 3 (31). С. 81–84.
  10. Lewandowski R., Chorążyczewski B. Identification of the parameters of the Kelvin–Voigt and the Maxwell fractional models, used to modeling of viscoelastic dampers // Computers & structures. 2010. Vol. 88 (1). P. 1–17.
  11. Park S. V. Analitical modeling of viscoelastic dampers for structural and vibration control // International Journal of Solids and Structures. 2001. Vol. 38 (44–45). P. 8065–8092.
  12. Study on Piecewise Linear Model of Anti - yaw Damper and Test Analysis/D. Yang [et al.]//International Industrial Informatics and Computer Engineering Conference (IIICEC 2015). 2015. P.1179–1184.
  13. Параметрическая идентификация математической модели вязкоупругих материалов с использованием производных дробного порядка / С. В. Ерохин и др. // International Journal for Computational Civil and Structural Engineering. 2015. Т. 11., № 3. С.82–85.
  14. Безделев В.В. Буклемишев А.В. Программная система COMPASS. Руководство пользователя Иркутск : Иркут. гос. техн. ун-т, 2000. 120 с.
  15. Компьютерная система COMPASS и ее применение в расчетах объектов химического машиностроения / В.В. Безделев и др. // Вестник Иркут. гос. техн. ун-та. 1998. № 3. С. 128–134.
  16. Программа для стендовых испытаний машиностроительных изделий (Stand) : свидетельство № 016662397 Рос. Федерация / С. Ю. Трутаев, Н. А. Верхозин ; заявитель и патентообладатель АО ИркутскНИИхиммаш. № 2016619756 ; заявл. 16.09.2016; зарегистр. 09.11.2016. 1 c.
  17. Малков В.П. Угодчиков А.Г. Оптимизация упругих систем. М. : Наука, 1981. 288 с.
  18. Моисеев Н.Н., Иванилов Ю.П., Столярова Е.М. Методы оптимизации. М. : Наука, 1979. 352 с.