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Reduktion von Pendelschwingungen im Ingenieurbau mittels Fluessigkeitstilgersystemen / Reduction of pendulum oscillations in engineering by using tuned liquid column dampers

Unerwuenschte Schwingungen von Ingenieurbauten, wie zum Beispiel Bruecken, koennen durch Schwingungdaempfer vermindert oder sogar gaenzlich verhindert werden. Bei diesen Daempfungssystemen schwingt eine zusaetzlich angebrachte Masse gegen die Masse des Bauwerks. Vorgestellt werden die Daempfungseigenschaften eines Fluessigkeitssaeulen-Daempfers (Tuned Liquid Column Damper (TLCD). Zur optimalen Nutzung des Daempfers ist eine genaue Abstimmung der schwingenden Masse auf die Masse des Hauptsystems erforderlich. Mit dem TLDC ist solch eine flexible Massenanpassung durch Fluessigkeitszugabe beziehungsweise -entnahme und somit eine aktive Regelung des Schwingvorgangs moeglich. Dargestellt werden die Daempfungseigenschaften von TLDC fuer Rotationsschwingungen von Pendelsystemen. Vorgestellt werden zunaechst die theoretischen Grundlagen von passiven Fluessigkeitstilgern mit freier Fluessigkeitsoberflaeche und von aktiven Fluessigkeitstilgersystemen mit behinderter Fluessigkeitsoberflaeche. Um die theoretischen Grundlagen der Fluessigkeitstilger an einem real schwingenden Pendelsystem zu verifizieren, wurden experimentelle Untersuchungen durchgefuehrt. Zentrale Fragestellungen waren dabei die Sensitivitaet der Frequenzbestimmung und der Daempfungsgrad. Die Untersuchungen erfolgten an einem schwingenden Hauptsystem, das in einem dreidimensionalen Dreiecksstabwerk gelagert ist. Die Versuchsanordnung und die Versuchsdurchfuehrung werden beschrieben. Das Versuchsprogramm besteht nach Feinjustierung des Hauptsystems aus drei Stufen mit unterschiedlichen Zielrichtungen: Bestimmung des Daempfungsmasses, Bestimmung der Verlaeufe des Hauptsystems bezueglich der Erregerfrequenz und Verhalten des Systems bei periodisch harmonischer Zwangserregung des Hauptsystems. Hinsichtlich der Ergebnisse werden die Daempfungsgrad-Reduktion der dynamischen Vergroesserungsfaktoren, der Einfluss der Justiergenauigkeit und der Amplitude der Erregerfrequenz, die Erkenntnisse bezueglich der Ausklingzeiten der Pendel mit und ohne Tilger sowie die Frequenzverschiebung bei Aenderungen von Hoehe beziehungsweise Lage des Massenschwerpunkts diskutiert. Ausserdem wird auf Erkenntnisse zu den Auslenkungsamplituden mit und ohne Tilger sowie zu den Auslenkzeiten eingegangen. Die Ergebnisse der experimentellen Untersuchungen zeigen, dass die Auslenkwinkel der Pendel mit den untersuchten Fluessigkeitstilgern um bis zu 74 Prozent und die Auslenkzeiten betraechtlich reduziert werden konnten. Allerdings kann es bei einer zu hoch eingestellten vorprogrammierten Amplitude auch zu erhoehten Auslenkungen des Systems kommen. Ebenso verringerten nicht optimal eingestellte Parameter die Leistung des Schwingungstilgers um bis zu 60 Prozent. ABSTRACT IN ENGLISH: Dynamic effects have a significant impact on the lifetime of structures. The interaction between a structure and several dynamic effects such as wind, pedestrians and traffic loads in general, can lead to a significant increase of the dynamic structural response. The objective of this contribution is the detailed discussion of the damping performance of tuned liquid column dampers (TLCD) for rotational oscillated pendulum systems. In particular, the goals are the detailed discussion and presentation of the experimentally determined damping performance of TLCD's with respect to the dynamic factors of pendulum systems. (A)

  • Authors:
    • STRAUSS, A
    • SCHELLANDER, J
    • REITERER, M
    • WAGNER, R
    • LOISKANDL, W
    • BERGMEISTER, K
  • Publication Date: 2013-7

Language

  • German

Media Info

  • Pagination: 421-30
  • Serial:
    • Bautechnik
    • Volume: 90
    • Issue Number: 7
    • Publisher: Ernst (Wilhelm) and Sohn

Subject/Index Terms

Filing Info

  • Accession Number: 01492659
  • Record Type: Publication
  • Source Agency: Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt)
  • Files: ITRD
  • Created Date: Sep 11 2013 10:45AM