تخمين پارامترهاي ميراگر استاك بريج و بررسي ميزان جذب انرژي ميراگر از روش به‌روزرساني مدل و آناليز مودال تجربي

Parameter Estimation of Stockbridge Damper and Studying its Energy Absorption Using Model Updating Method and Experimental Modal Analysis

در خطوط فشار قوي، عوامل محيطي به دليل ايجاد ارتعاشات عرضي كابل انتقال قدرت، اثرات مخربي روي تجهيزات خطوط انتقال بر جاي مي‌گذارد. براي كاهش نرخ خرابي‌ها، انرژي مكانيكي انتقال يافته بايستي به طريقي جذب شود. به اين منظور از ميراگر‌هاي ديناميكي در سيستم انتقال قدرت استفاده مي‌شود. يكي از متداول‌ترين ميراگرهاي ديناميكي، ميراگر استاك بريج مي‌باشد كه در فواصل مناسبي از دو سر عايق سراميكي و بر روي كابل نصب مي‌شود. پيچيدگي در محاسبه مقدار سفتي خمشي و نيز مكانيزم جذب انرژي در اين ميراگرها كه عمدتاً در كابل رابط آن صورت مي‌گيرد، مدل‌سازي اين نوع ميراگرها را مشكل‌تر كرده ‌است. در مقاله حاضر، با توجه به تعدد پارامترهاي مجهول در مدل و تخمين آن‌ها به منظور شناسايي سيستم ارتعاشي ميراگر استاك بريج، و مدل سازي دقيق رياضي آن، از آناليز مودال تجربي و روش به‌روز رساني مدل استفاده شده است. بدين صورت كه ابتدا ميراگر استاك بريج در قالب يك سيستم چهار درجه آزادي مدل شده و سپس پارامترهاي مجهول آن با استفاده از روش آناليز مودال تجربي و روش بهينه‌سازي الگوريتم ژنتيك تخمين زده شده‌، و در نهايت تأثير پارامترهاي ميراگر در رفتار ارتعاشي آن بررسي و نمودارهاي تاثير تغيير اين پارامترها بر روي مقدار جذب انرژي استخراج شده‌اند. به منظور صحه‌سنجي نتايج، داده‌هاي تجربي مربوط به اتلاف توان ميراگر استاك‌بريج با استفاده از يك تجهيز آزمايشگاهي و براي حالت تحريك پايه به دست آمده و با نتايج تحليلي مقايسه شده‌اند. نتايج تحليلي و تجربي موافقت خوبي با يكديگر نشان مي‌دهند.

In transmission lines the environmental disturbances causes vibration of the lines (cables) as well as the structure which have destructive effect on the line and its components. To overcome this harmful effect, it seems necessary to reduce the transmission line vibration level. One of the most frequent methods for reducing the transverse vibration of cables is using dynamical dampers such as Stockbridge damper. Complication of calculating the bending stiffness as well as the energy absorption mechanism of these dampers makes it more difficult to be modeled. In this study the dynamical characteristics of Stockbridge damper considering the damping effect are studied. For system identification of Stockbridge damper, it is modeled as a 4DOF system and its various unknown parameters are obtained using model updating method and experimental modal analysis (EMA) which is optimized by Artificial Intelligence (AI) method. Then the effects of varying these parameters on its energy absorption are discussed. Finally, to validate the analytical results, some experimental tests were carried out on the energy absorption of Stockbridge damper. The analytical results are in good agreement with the experiments.