Отправить статью по E-mail Исследование демпфирующих свойств алюминиевого сплава Д16 для снижения виброактивности электромеханического устройства системы жизнеобеспечения нефтегазовых станций
- Авторы: Гаврилин А.Н.1, Дмитриев В.С.1, Ермаков Д.В.1, Дерусова Д.А.1, Беликов Р.К.1
-
Учреждения:
- Национальный исследовательский Томский политехнический университет
- Выпуск: Том 336, № 3 (2025)
- Страницы: 163-169
- Раздел: Статьи
- URL: https://journal-vniispk.ru/2500-1019/article/view/289284
- DOI: https://doi.org/10.18799/24131830/2025/3/4999
- ID: 289284
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Актуальность. Системы вентиляции и кондиционирования нефтегазовых станций содержат электромеханические устройства, работа которых сопровождается производственным шумом и вибрацией. Это оказывает негативное влияние на износ самого оборудования и на здоровье операторов, находящихся в помещении, так как наличие шума является вредным производственным фактором. В связи с этим снижение вибрационной и акустической активности электромеханических устройств является актуальной научно-технической задачей, которая привлекает внимание разработчиков на протяжении многих лет. Известно, что алюминий как конструкционный материал сочетает в себе высокую жесткость, прочность и способность диссипировать в своем объеме энергию, актуальным является его применение для создания твердотельных гасителей вибрационных колебаний. Настоящая работа посвящена исследованию демпфирующих свойств алюминиевого сплава и оценке возможности его применения в качестве гасителя колебаний в демпфирующих устройствах для электромеханических устройств систем жизнеобеспечения нефтегазовых станций. С этой целью проведены экспериментальные исследования образцов литого и вспененного алюминиевого сплава Д16 с использованием ударного стенда.
Объектом исследования являются образцы литого и вспененного алюминиевого сплава Д16.
Цель: экспериментальные исследования демпфирующих свойств литого и вспененного алюминиевого сплава Д16 для оценки возможности его применения в качестве демпфирующего элемента гасителя колебаний в конструкциях электромеханических устройств систем жизнеобеспечения нефтегазовых станций.
Методы. Современные подходы вибродиагностики, вычислительной математики и средств измерений.
Результаты исследования показали, что вспененные образцы по сравнению с литыми имеют больший потенциал диссипировать энергию возмущающих воздействий виброактивности электромеханического устройства и могут быть использованы в качестве демпфирующего элемента.
Ключевые слова
Об авторах
Алексей Николаевич Гаврилин
Национальный исследовательский Томский политехнический университет
Email: gawral@tpu.ru
ORCID iD: 0000-0002-9205-2283
доктор технических наук, профессор отделения машиностроения Школы новых производственных технологий
Россия, 634050, г. Томск, пр. Ленина, 30Виктор Степанович Дмитриев
Национальный исследовательский Томский политехнический университет
Email: dmitriev@tpu.ru
ORCID iD: 0000-0001-9108-9845
доктор технических наук, профессор, экс-профессор Школы неразрушающего контроля и безопасности
Россия, 634050, г. Томск, пр. Ленина, 30Дмитрий Владимирович Ермаков
Национальный исследовательский Томский политехнический университет
Автор, ответственный за переписку.
Email: dvermakov@tpu.ru
кандидат технических наук, доцент отделения машиностроения Школы новых производственных технологий
Россия, 634050, г. Томск, пр. Ленина, 30Дарья Александровна Дерусова
Национальный исследовательский Томский политехнический университет
Email: red@tpu.ru
ORCID iD: 0000-0003-2142-856X
доктор технических наук, старший научный сотрудник Центра промышленной томографии Школы неразрушающего контроля и безопасности
Россия, 634050, г. Томск, пр. Ленина, 30Ростислав Константинович Беликов
Национальный исследовательский Томский политехнический университет
Email: rkb3@tpu.ru
инженер лаборатории лазерной вибродиагностики Школы неразрушающего контроля и безопасности
Россия, 634050, г. Томск, пр. Ленина, 30Список литературы
- Якубович В.А. Вибрационная диагностика трубопроводов компрессорных станций. – М.: Недра-Бизнесцентр, 2004. – 334 с.
- Ковалёв В.К. Причины вибрации газоперекачивающих агрегатов // Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья. – 2014. – № 2. – С. 23–27.
- Shuangshuang Li, Zhang L., Kong C. Vibration failure analysis and countermeasures of the inlet pipelines at a gas compressor station // Shock and Vibration. – 2019. – Vol. 2019. – P. 6032962.
- Vibration characteristics of pressure pipelines at pumping stations and optimized design for vibration attenuation / Y. Xu, Z. Liu, D. Zhou, J. Tian, X. Zhu // Water Supply. – 2022. – Vol. 22. – № 1. – Р. 990–1003.
- Analytical and experimental investigation on stability of rotor system with spline coupling considering torque, friction coefficient and external damping / Z. Dai, J. Jing, Ch. Chen, J. Cong, Y. Quan // Mechanism and Machine Theory. – March 2023. – Vol. 181. – 105200. DOI: https://doi.org/10.1016/j.mechmachtheory.2022.105200.
- Iskakov Z., Bissembayev K., Jamalov N. Resonance vibrations of a gyroscopic rotor with linear and nonlinear damping and nonlinear stiffness of the elastic support in interaction with a non-ideal energy source // Mechanical Systems and Signal Processing. – 1 May 2022. – Vol. 170. – 108773. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ymssp.2021.108773.
- Минимизация виброактивности малошумных вентиляторов / В.С. Дмитриев, Л.Я. Миньков, Т.Г. Костюченко, В.В. Дердиященко, Д.С. Панфилов, Д.В. Ермаков // Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. – 2022. – № 76. – С. 101–117. doi: 10.17223/19988621/76/8.
- Журавлев В.Ф., Бальмонт В.Б. Механика шарикоподшипников гироскопов / под ред. Д.М. Климова. – М.: Машиностроение, 1985. – 271 с.
- Негативное воздействие вибрации на технологические трубопроводы компрессорной станции с электроприводными газоперекачивающими агрегатами / А.С. Шредер, О.А. Курасов, П.В. Бурков, А.Н. Гаврилин, Д.В. Ермаков // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2024. – Т. 335. – № 10. – С. 167–177. doi: 10.18799/24131830/2024/10/4729.
- Analyses of impact energy-absorbing performance of open- and closed-cell Al foams using modified split Hopkinson pressure bar / S. Kim, D. Kim, M. Kim, K. Kim, J. Lee, J. Lee, H. Cheong, H. Kim, S. Lee // Journal of Alloys and Compounds. – 2023. – Vol. 965. – 171349. doi: 10.1016/j.jallcom.2023.171349.
- Stress-strain states and energy absorption in open-cell aluminium foams under hypervelocity impact / S. Zhao, X. Zhang, R. Wang, R. Li // Composite Structures. – 2023. – Vol. 313. – 116885. doi: 10.1016/j.compstruct.2023.116885.
- Madhu H.C., Kailas S.V. Exploring damping behavior of novel polymer-derived aluminum alloy foam // Materials Letters. – 2024. – Vol. 357. – article number 135758.
- Local deformation on damping performance of integral-forming aluminum foam sandwich / N. Liu, Z. Zhang, X. Xia, T. Xu, Z. Wang, J. Ding, Y. Liu // Materials Letters. – 2022. – Vol. 323. – Article number 132545.
- Ermakov D., Dmitriev V. Solid state damper based on foam aluminum to reduce vibration activity of electromechanical devices // Recent Developments in the Field of Non-Destructive Testing, Safety and Materials Science. ICMTNT 2021. Studies in Systems, Decision and Control / Eds. E. Lysenko, A. Rogachev, O. Starý. – 2023. – Vol. 433. doi: 10.1007/978-3-030-99060-2_8
- Frequency dependence of the internal friction of the AMg6 alloy / A.K. Tomilin, F.Y. Kuznetsov, I.S. Konovalenko, V.A. Krasnoveikin, I.Y. Smolin // Journal of Machinery Manufacture and Reliability. – 2021. – Vol. 50 (3) – P. 243–250. doi: 10.3103/S1052618821030158.
- Бутарович Д.О., Смирнов А.А., Рябов Д.М., Пеноалюминий как энергопоглощающий материал и его механические свойства // Известия высших учебных заведений. Сер. Машиностроение. – 2011. – № 7. – С. 53–58.
- Thorntor P.H., Magee C.L. The deformation of aluminium foams // Met. Trans. A. – 1975. – Vol. 6A. – № 6. – P. 1253–1263.
- Wei P., Liu L. Influence of density on compressive properties and energy absorption of foamed aluminium alloy // J. of Wuhan Univ. of Techn. Mater. Sci. – 2007. – Vol. 22. – № 2. – P. 225–228.
- Об основных особенностях механических и амортизирующих свойств высокопористых алюминиевых сплавов / В.А. Марков, А.Ф. Овчинников, В.И. Пусев, В.В. Селиванов // Динамические и технологические проблемы механики конструкций и сплошных сред: Материалы XVI Международного симпозиума имени А.Г. Горшкова. – Ярополец, 15–19 февраля 2010. – Чебоксары: ГУП «ИПК «Чувашия», 2010. – Т. 2. – С. 218–225.
- Механические и амортизирующие свойства высокопористого ячеистого алюминия / А.П. Гусаров, А.В. Жариков, В.А. Марков, А.Ф. Овчинников, В.И. Пусев, В.В. Селиванов, А.Н. Сообщиков // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. – 2009. – № 1 (74). – С. 58–66.
- Селиванов В.В. О механических свойствах высокопористых алюминиевых сплавов // Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского. – 2011. – № 4. – Ч. 4. – С. 1760–1762.
- Идентификация параметров механической системы на примере вибрационного электромеханического преобразователя энергии / А.С. Глазырин, В.В. Тимошкин, С.В. Цурпал, Т.А. Глазырина // Известия Томского политехнического университета. – 2010. – Т. 316. – № 4. – С. 174–177.
- Разработка наблюдателя угловой скорости ротора и момента сопротивления на валу регулируемого синхронного двигателя с постоянными магнитами, питающегося через длинный кабель/ А.С. Глазырин, Е.И. Попов, В.А. Копырин, С.С. Попов, Е.В. Боловин, В.З. Ковалев, Р.Н. Хамитов, В.В. Тимошкин // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2024. – Т. 335. – № 11. – С. 237–257. doi: 10.18799/24131830/2024/11/4879.
- Оптимизация порядка редуцированной динамической модели ненагруженного нефтепогружного кабеля на основе аппроксимации амплитудно-частотной характеристики / А.С. Глазырин, Ю.Н. Исаев, С.Н. Кладиев, А.П. Леонов, И.В. Раков, С.В. Колесников, С.В. Ланграф, А.А. Филипас, В.А. Копырин, Р.Н. Хамитов, В.З. Ковалев // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2021. – Т. 332. – № 9 – С. 154–167. doi: 10.18799/24131830/2021/9/3365.
- Aluminum foam production, properties, and applications: a review / N. Patel, G. Mittal, M. Agrawal et al. // Inter Metalcast. – 2023. doi: 10.1007/s40962-023-01174-8.
- Снижение виброактивности вентилятора системы жизнеобеспечения нефтегазовых станций / А.Н. Гаврилин, В.С. Дмитриев, Д.В. Ермаков, Д.А. Дерусова // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2023. – Т. 334. – № 11. – С. 128–137. doi: 10.18799/24131830/2023/11/4293.
Дополнительные файлы
