Ground Vibrations: Effects of masses placed on or in the ground
Studenteropgave: Speciale (inkl. HD afgangsprojekt)
- Ioan-Oreste Paven
- Mihai Muresan
- Liviu-Ionut Muresan
4. semester, Bygge- og anlægskonstruktion, Kandidat (Kandidatuddannelse)
Denne rapport omhandler et reelt og aktuelt problem for bygninger påvirket af vibrationer genereret af forskellige årsager. Projektet fokuserer på formering af vibrationer gennem jorden og undersøger løsninger for at mindske størrelsen af disse vibrationer. En relativ ny teori er analyseret for at forhindre vibrationerne ved at placere en masse mellem vibrationens kilde og modtageren, som enten kan være placeret på jorden eller indlejret i jorden.
Problemet er analyseret gennem to metoder; laboratorie tests foretaget på en skaleret model og numerisk analyse. Forskningsarbejdet er startet med at skalere vibrationernes karakteristika ved brug af tilgængelige materialer til anvendelige laboratorie dimensioner. Derudover er materialernes og set uppets adfærd trin-for-trin undersøgt ved at bruge specialiseret udstyr (accelerometer, impulshammer og Pulse software til at bearbejde data) i format af frekvensresponsfunktioner (FRF) analyse. Undersøgelsen leder op til to endelige forsøgsopstillinger, og hver af dem med mulighed for at blive tilpasset med en række masse konfigurationer. Den første model simulerer et enkelt jordlag hvor massen er placeret på overfladen mellem exciter og en modtager. Den anden model forestiller et tykkere jordlag med massen indlejret i selve jorden. Efterfølgende er en række numeriske modeller simuleret med software programmet Abaqus CAE med de samme randbetingelser og materiale data, som blev brugt i forsøgene. Resultaterne fra laboratorie forsøgene og de numeriske modeller er derefter sammenlignet, hvorefter de numeriske modeller er valideret.
Det er observeret, at den numeriske model matcher de relative simple modeller bedre, hvor sandsynligheden for usikkerheder er mindre. Effekten af at tilføje masse kunne observeres ved alle test set ups både eksperimentelt og numerisk. Den respons registreres dæmpning af de accelerationer på nogle frekvensområder, men på samme tid øget respons kunne observeres ved andre frekvenser. Den væsentligste positive indflydelse observeres ved at tilføje flere masser mellem exciter og modtager der simulerer en periodisk konfiguration af masserne.
Problemet er analyseret gennem to metoder; laboratorie tests foretaget på en skaleret model og numerisk analyse. Forskningsarbejdet er startet med at skalere vibrationernes karakteristika ved brug af tilgængelige materialer til anvendelige laboratorie dimensioner. Derudover er materialernes og set uppets adfærd trin-for-trin undersøgt ved at bruge specialiseret udstyr (accelerometer, impulshammer og Pulse software til at bearbejde data) i format af frekvensresponsfunktioner (FRF) analyse. Undersøgelsen leder op til to endelige forsøgsopstillinger, og hver af dem med mulighed for at blive tilpasset med en række masse konfigurationer. Den første model simulerer et enkelt jordlag hvor massen er placeret på overfladen mellem exciter og en modtager. Den anden model forestiller et tykkere jordlag med massen indlejret i selve jorden. Efterfølgende er en række numeriske modeller simuleret med software programmet Abaqus CAE med de samme randbetingelser og materiale data, som blev brugt i forsøgene. Resultaterne fra laboratorie forsøgene og de numeriske modeller er derefter sammenlignet, hvorefter de numeriske modeller er valideret.
Det er observeret, at den numeriske model matcher de relative simple modeller bedre, hvor sandsynligheden for usikkerheder er mindre. Effekten af at tilføje masse kunne observeres ved alle test set ups både eksperimentelt og numerisk. Den respons registreres dæmpning af de accelerationer på nogle frekvensområder, men på samme tid øget respons kunne observeres ved andre frekvenser. Den væsentligste positive indflydelse observeres ved at tilføje flere masser mellem exciter og modtager der simulerer en periodisk konfiguration af masserne.
Sprog | Engelsk |
---|---|
Udgivelsesdato | 9 jun. 2016 |
Antal sider | 131 |