RICERCA 2013
Assorbitori dinamici di vibrazioni a correnti di dispersione
di 
Giovanni Caruso
Structural 177 | Aprile  2013

Gli assorbitori dinamici di vibrazioni comunemente utilizzati nella pratica sono costituiti essenzialmente da una massa ausiliaria connessa alla struttura principale vibrante tramite una molla ed un ammortizzatore. Quest’ultimo fornisce lo smorzamento viscoso necessario ad allargare la banda in frequenza di funzionamento del dispositivo ed a ridurne l’amplificazione dinamica in condizioni di risonanza. L’efficacia del dispositivo di smorzamento è fortemente influenzata dalla scelta della sua frequenza di risonanza, ma anche la calibrazione del livello di smorzamento viscoso è importante ai fini di ottimizzarne le prestazioni. A tale scopo, in questo lavoro si presentano due assorbitori dinamici di vibrazioni a correnti di dispersione, utilizzati per smorzare le vibrazioni di un modello di ponte. In tali dispositivi il livello di smorzamento viscoso richiesto per un funzionamento ottimale è generato dalle correnti di dispersione indotte in una piastra metallica connessa alla struttura vibrante da opportuni magneti permanenti applicati alle masse oscillanti degli assorbitori. I vantaggi derivanti dall’utilizzo di dispositivi siffatti sono molteplici. Ad esempio, il livello di smorzamento viscoso dei dispositivi può essere calibrato finemente modificando lo spessore della piastra metallica o la distanza tra magneti e piastra. Tale possibilità può essere utilmente impiegata per la realizzazione di uno schema di controllo di tipo semiattivo. Inoltre, il meccanismo ad induzione magnetica produce uno smorzamento viscoso che non necessita di contatto con attrito tra parti in movimento relativo, aumentando così la vita operativa del dispositivo e riducendone il fabbisogno di manutenzione. Infine il livello di smorzamento viscoso così ottenuto è scarsamento influenzato da variazioni di temperatura o di altre caratteristiche dell’ambiente.

ARGOMENTO:  VIBRAZIONI NELLE STRUTTURE
PAROLE CHIAVE: smorzamento delle vibrazioni, assorbitoti dinamici di vibrazioni, correnti di dispersione, calibrazione dello smorzamento viscoso, validazione sperimentale
English version
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Eddy current tuned mass dampers

Tuned mass dampers used in practical applications are essentially composed of an auxiliary mass connected to a main vibrating structure through a spring and a dashpot. The latter provides the viscous damping level required to enlarge the device effective bandwidth and reduce the auxiliary mass throw under resonant excitation. The damping device effectiveness strongly depends on a suitable calibration of its resonance frequency, but also a careful choice of the viscous damping level can improve its performance. To this end, tuned mass dampers exploiting eddy current mechanisms are developed and experimentally investigated in this work, for the vibration damping of a bridge mock-up. The required viscous damping is provided by eddy currents induced in a conductive plate connected to the main vibrating structure by permanent magnets bonded to the oscillating auxiliary mass of the dampers. The advantages of using eddy current tuned mass dampers instead of conventional ones are many. For example, the achieved viscous damping coefficient can be finely adjusted by just varying the thickness of the conductive plate or the gap between plate and magnets. This opportunity may also be suitably exploited in a semiactive control scheme. Moreover, the magnetic induction mechanism provides viscous damping, avoiding friction between parts in relative motion, thus increasing the operative life of the device and reducing the maintenance needs. Finally, the obtained viscous damping is little affected by temperature or other environmental characteristic changes.

KEYWORDS: vibration damping, tuned mass dampers, eddy currents, viscous damping calibration, experimental validation
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