Stockbridge damper - Stockbridge damper

Bir Stockbridge damperi , üstten geçen elektrik hatları , uzun dirsekli işaretler ve kablo destekli köprüler gibi ince yapılarda rüzgarın neden olduğu titreşimleri bastırmak için kullanılan ayarlanmış bir kütle damperidir . Dumbbell şekilli cihaz ana kabloya ortasından kelepçelenir kablo veya esnek çubuğun kısa bir uzunlukta, uçlarında iki kütle oluşur. Damper, ana kablodaki salınımların enerjisini kabul edilebilir bir seviyeye dağıtacak şekilde tasarlanmıştır.

Stockbridge damperlerinin yüksek gerilim kablolarının altına asılı bir örnek fotoğrafı
Stockbridge damperleri yüksek voltajlı elektrik hatlarına monte edildi

Rüzgar kaynaklı salınım

Rüzgar, asılı halatlarda üç ana salınım modu oluşturabilir:

  • Gallop , metre cinsinden ölçülen bir genliğe ve 0,08 ila 3 Hz frekans aralığına sahiptir.
  • Aeolian titreşimi (bazen çarpıntı olarak da adlandırılır ), milimetre ila santimetre genliğe ve 3 ila 150 Hz frekansa sahiptir.
  • Uyanma kaynaklı titreşimin genliği santimetre ve frekansı 0,15 ila 10 Hz'dir.

Stockbridge amortisörü rüzgarlı titreşimden kaynaklanan salınımları hedefler; bu genlik ve frekans aralığı dışında daha az etkilidir. Aeolian titreşimi dikey düzlemde meydana gelir ve kablonun rüzgar altı tarafındaki dönüşümlü girdap dökülmesinden kaynaklanır . Sabit ancak ılımlı bir rüzgar, aralık başına birkaç dalga boyundan oluşan hat üzerinde duran bir dalga modelini indükleyebilir . Aeolian titreşimi , kabloda hasar verici gerilim yorgunluğuna neden olur ve iletken tellerin arızalanmasının ana nedenini temsil eder. İletim kulelerine kenetlendiği bir güç hattı açıklığının uçları en fazla risk altındadır. Doğal kendi kendine sönümlemesi azaldığından , artan kablo gerginliği ile etki daha belirgin hale gelir .

Açıklama

Stockbridge'in orijinal beton blok tasarımı

Stockbridge amortisörü 1920'lerde Güney Kaliforniya Edison için mühendis olan George H. Stockbridge tarafından icat edildi . Stockbridge, bir "titreşim damperi" için 3 Temmuz 1928'de 1675391 sayılı ABD patentini aldı. Patenti, çizgilerdeki titreşimleri sönümlemenin üç yolunu açıkladı: hatta bağlanmış bir çuval metal zımba; ana kabloya paralel kenetlenmiş kısa bir kablo uzunluğu; ve her iki ucunda sabit bir beton kütlesi olan kısa (30 inç, 75 cm) bir kablo. Bu son cihaz, yaygın olarak kullanılan Stockbridge damperini geliştirdi.

Ana kablodaki titreşimler kelepçeden aşağıya ve daha kısa damper veya "haberci" kabloya geçirildi. Bu esneme ve uçlarında simetrik olarak yerleştirilmiş beton blokların salınmasına neden olur. Blokların kütlesinin ve damper kablosunun sertliğinin ve uzunluğunun dikkatli bir şekilde seçilmesi, damperin mekanik empedansını hattınki ile eşleşecek ve ana kablonun salınımını büyük ölçüde zayıflatacaktır. Stockbridge damperleri ekonomik, etkili ve kurulumu kolay olduğundan, havai hatlarda rutin olarak kullanılmaya başlandı. Sıcak çubuk araçları kullanılarak canlı hat çalışması , enerji verildiğinde amortisörleri hatlara uyarlamanın mümkün olduğu anlamına geliyordu.

Modern tasarımlar

Metal ağırlıklarla modern bir tasarım

Modern tasarımlar, Stockbridge'in beton blokları yerine metal çan şeklindeki ağırlıkları kullanır. Çan içi boştur ve damper kablosu dahili olarak distal uca sabitlenmiştir, bu da kablo ile sönümleme ağırlıkları arasında nispi harekete izin verir. Daha fazla hareket serbestliği sağlamak için, ağırlıklar dikey düzlemde kısmen oluklu olabilir, bu da kablonun çanın sınırları dışında hareket etmesine izin verir. Bazı daha karmaşık tasarımlar, damperin birkaç farklı frekans modu ve aralığında salınmasını sağlayan asimetrik kütle dağılımına sahip ağırlıklar kullanır.

Severn Köprüsü'nün yol destek kabloları üzerindeki dogbone damperleri

Bir diğer modern bir tasarımdır Köpek kemiği tarafından icat Philip Dulhunty çok daha küçük bir kürenin bir köpeğin kemik benzeyen, ondan yana doğru çıkıntı yapan, bağlı yapılandırması, amortisörün ucuna bağlanmış bir daha büyük bir metal küre denir 1976. Damper, üçüncü derece serbestlik sağlamak için ağırlıkları yana doğru dengeler, damper kablosunu yukarı ve aşağı bükmenin yanı sıra büker. Damper kablosunda ek tel içi sürtünme yaratıldı ve önemli ölçüde daha fazla enerji yayıldı.

Kablonun en savunmasız bölümü, bir yalıtkan dizisinin ucuna kenetlendiği yerdir , bu nedenle amortisörler tipik olarak kelepçenin her iki tarafına en yakın düğümlere (maksimum yer değiştirme noktaları) monte edilir . Bu nedenle, normalde açıklık başına iki damper vardır, ancak gerekirse daha uzun açıklıklara daha fazlası monte edilebilir.

Havai iletim hatları , titreşimin ağırlıklı olarak dikey düzlemde olduğu bir katener oluşturur. Birden fazla titreşim düzlemi beklendiğinde, Stockbridge amortisörleri birbirine dik açılarla monte edilebilir. Bu, kablo dikey veya yatay olmayan bir düzlemde, örneğin kablo destekli köprüler veya radyo direği gergi tellerinde geçtiğinde yaygındır .

Ayrıca bakınız

Referanslar

Dış bağlantılar