Loading...
Analytical and Experimental Study of Isolation of Sensitive Equipments from Ambient Vibrations
Mahvash Mohammadi, Akbar | 2008
1506
Viewed
- Type of Document: M.Sc. Thesis
- Language: Farsi
- Document No: 39146 (09)
- University: Sharif University of Technology
- Department: Civil Engineering
- Advisor(s): Bakhshi, Ali
- Abstract:
- In some activities, an almost free of any vibration environment is needed. Semi conductor production process and microelectronic microscopes are two examples in which a quiet environment is essential. The goal of this thesis is to attenuate ambient vibrations effectively and to prepare a suitable environment for two microelectronic microscopes. The designed system must be practical, economical and capable of being made in a short time interval. Considering mentioned properties a steel table with bolt connections supported on 4 air springs was built. To investigate dynamic properties, modal analysis was performed with the aid of finite element packages and experiments. To extract oscillations of the floor and the table, high sensitivity sensors were used. By the means of recorded accelerations or velocities on the floor, finite elements packages and random vibrations formulas oscillations on the table were extracted numerically. Finally experimental and analytical vibrations were compared. The effect of locations of air springs on the level of isolation is another part of this research which has been done with the aid of analytical solutions, numerical solutions by the means of finite elements packages and experiment. The level of efficiency of a table can be determined by using some graphs known as general purpose VC curves. At the end, velocities are transformed to the suitable form and compared with VC curves. VC curves asseses a limit to every centeral 1/3rd octave frequency. Recorded velocities showed that at frequencies of 6.35, 8, 10.08 and 12.7(Hz) “B” criteria, at frequency of 16(Hz) “C” criteria, and at higher frequencies “D” and “E” criteria were satisfied.
- Keywords:
- Random Vibration ; Modal Analysis ; Vibration Isolation ; Ambient Vibration ; Sensitive Equipments
-
محتواي پايان نامه
- view
- فصل 1- کليات
- 2-1- مقدمه
- 2-2- طرح مسئله:
- 2-3- پارامترهاي مختلف در بررسي وضعيت ارتعاشي
- 2-3-1- نحوه نمايش و بيان اطلاعات ارتعاش:
- 2-3-1-1- معيار زماني براي نمايش داده ها:
- 2-3-1-1-1- فرم تاريخچه زماني:
- 2-3-1-1-1-1- سيگنال هاي تعيني : ]3[
- 2-3-1-1-1-2- سيگنال هاي تصادفي :
- 2-3-1-1-2- فرم فرکانسي:
- 2-3-1-1-2-1- عرض باند ثابت:
- 2-3-1-1-2-2- روش چگالي طيفي: ]4[
- 2-3-1-1-2-2-1- چرا منحني چگالي طيفي؟
- 2-3-1-1-2-2-2- ضريب همسازي:
- 2-3-1-1-2-2-3- تبديل تابع همسازي به چگالي طيفي:
- 2-3-1-1-2-3- عرض باند درصدي
- 2-3-1-1-2-3-1- عرض باند فرکانس1 و مرکز فرکانس2 ]5[
- 2-3-1-1-2-3-2- مزاياي استفاده از3/1 اکتاو1 : ]6[
- 2-3-1-2- معيار مناسب براي نمايش داده ها: ]7[
- 2-3-1-3- مقايسه بين دامنه لحظه اي و دامنه ميانگين ]3[
- 2-4- نمودارهاي RMSV در مقابل سرعت 3/1 اکتاو: ]5[
- 2-5- به دست آوردن معيارهايي براي تشخيص ارتعاش ايمن:
- 2-6- روش هايي براي رسيدن به سطح ارتعاش مطلوب: ]8[
- 2-6-1- ارتعاشات توليد شده از خارج:
- 2-6-1-1- کاهش اثر ارتعاشات به روش هاي طبيعي:
- 2-6-1-2- طراحي اتصالات و جدا سازي محيطي:
- 2-6-2- ارتعاشات توليد شده در اثر فعاليت داخلي:
- 2-6-2-1- راه رفتن و تردد افراد:
- 2-6-2-2- ماشين ها و فعاليت ها :
- 2-7- بررسي تجربي و عددي ارتعاش يک دال با تکيه گاه با فنر بادي ]9[
- 2-8- بررسي تاثير سيستم هاي مقاوم در برابر زلزله بر سازه هايي با تجهيزات حساس ]5[
- 2-9 بررسي عملکرد سيستم هاي مختلف موثر بر کاهش ارتعاشات ميکروديناميکي ي افقي يک سازه]10[
- فصل 3 : ساخت ميز و بررسي خصوصيات ديناميکي
- 3-1 طراحي و ساخت يک ميز ضد ارتعاش
- 3-2 بررسي شکل مودها:
- 3-2-1 بررسي مدل در محيط نرم افزار Ansys با شرايط تکيه گاهي آزاد
- 3-2-2 انجام آزمايش چکش مودال
- 3-2-3 بررسي مدل کامل شده در نرم افزار Ansys
- 3-2-4 مقايسه نتايج تئوري و تجربي:
- فصل 4- بررسي عملکرد ميز با استفاده از داده هاي ثبت شده و تحليل تئوريک
- 4-1 به دست آوردن منحني هاي 3/1 اکتاو:
- 4-2 بررسي راه هاي بهبود عملکرد ميز:
- 4-2-1 اهميت کاهش مود صلب دوم:
- 4-2-2- کاهش فرکانس طبيعي شکل مودهاي صلب ثانويه:
- 4-2-2-1 بررسي فرکانس هاي طبيعي فعلي سيستم با استفاده از تحليل تئوري
- 4-2-2-2 تغيير محل بالشتک هاي هوا :
- 4-2-2-3 اضافه کردن فنر در وسط سازه:
- 4-2-2-4 در نظر گرفتن تخصيص جرم نا برابر در فنر ها:
- 4-3 افزايش سختي ميز:
- 4-4 تحليل عددي
- 4-4-1 رابطه ارتعاش روي ميز با ارتعاشات زمين
- 4-4-2 تحريکات پايه:
- 4-4-3 توابع Auto spectrum نقاط روي ميز:
- 4-4-3-1 ارتعاش نقطه 15
- 4-4-3-2 ارتعاش نقطه 5
- 4-5 استفاده از ميراگر:
- فصل 5- ثبت داده هاي ميز تقويت شده
- 5-1 معرفي دستگاه سرعت سنج SSR_1 :
- 5-2 نحوه چيدمان دستگاه و آزمايش:
- 5-3- تعيين وضوح فرکانسي مطلوب و ناحيه همپوشاني:
- 5-4 داده برداري زمين:
- 5-4-1 ارتعاش قائم:
- 5-4-2 ارتعاش افقي شماره 1:
- 5-4-3 ارتعاش افقي شماره 2 :
- 5-4-4 مقايسه ارتعاشات افقي و قائم و کل :
- 5-5 نتايج ارتعاش ميز:
- 5-5-1 بررسي وضعيت نقطه 15:
- 5-5-1-1 ارتعاش نقطه 15 در آرايش فنر شماره1
- 5-5-1-2 ارتعاش نقطه 15 در آرايش فنر شماره 2
- 5-5-1-3 ارتعاش نقطه 15 در آرايش فنر شماره 3
- 5-5-1-4 مقايسه وضعيت ارتعاشي نقطه 15 در آرايش فنر هاي متفاوت:
- 5-5-2 بررسي وضعيت نقطه 71:
- 5-5-2-1 ارتعاش نقطه 71 در آرايش فنر شماره 1
- 5-5-2-2 ارتعاش نقطه 71 در آرايش فنر شماره 2
- 5-5-2-3 ارتعاش نقطه 71 در آرايش فنر شماره 3
- 5-5-2-4 مقايسه وضعيت ارتعاشي نقطه 71 در آرايش فنر هاي متفاوت:
- 5-5-3 بررسي نتايج براي نقطه 8:
- 5-5-3-1 ارتعاش نقطه 8 در آرايش فنر شماره 1
- 5-5-3-2 ارتعاش نقطه 8 در آرايش فنر شماره 2
- 5-5-3-3 ارتعاش نقطه 8 در آرايش فنر شماره 3
- 5-5-3-4 مقايسه وضعيت ارتعاشي نقطه 8 در آرايش فنر هاي متفاوت:
- 5-5-4 بررسي وضعيت نقطه 31:
- 5-5-4-1 ارتعاش نقطه 31 در آرايش فنر شماره 1
- 5-5-4-2 ارتعاش نقطه 31 در آرايش فنر شماره 2
- 5-5-4-3 ارتعاش نقطه 31 در آرايش فنر شماره 3
- 5-5-4-4 مقايسه وضعيت ارتعاشي نقطه 31 در آرايش فنر هاي متفاوت:
- 5-5-5 بررسي وضعيت نقطه 41 :
- 5-5-5-1 ارتعاش نقطه 41 در آرايش فنر شماره 1
- 5-5-5-2 ارتعاش نقطه 41 در آرايش فنر شماره 2
- 5-5-5-3 مقايسه وضعيت ارتعاشي نقطه 41 در آرايش فنر هاي متفاوت:
- 5-6 وضعيت ارتعاشي کل ميز:
- 5-6-1 وضعيت ارتعاشي نقطه 15:
- 5-6-2 وضعيت ارتعاشي نقطه 31:
- 5-6-3 وضعيت ارتعاشي نقطه 8:
- 5-6-4 بررسي وضعيت نقطه 68 :
- 5-7 مقايسه وضعيت ارتعاشي ميز و زمين:
- 5-7-1 ارتعاش افقي شماره 1:
- 5-7-2 ارتعاش افقي شماره2:
- 5-7-3 ارتعاش قائم:
- 5-8 به دست آوردن ارتعاشات ميز به کمک تئوري و مقايسه با ارتعاشات حاصل از آزمايش
- 5-8=1 بررسي ارتعاشات تئوري و عملي در آرايش فنر شماره 1:
- 5-8-1-1 نقطه 15:
- 5-8-1-2 نقطه 31:
- 5-8-1-3 نقطه 41:
- 5-8-2 بررسي ارتعاشات تئوري و عملي در آرايش فنر شماره 2:
- در اين حالت در مدل تئوري فرکانس طبيعي تمام فنرها برابر فرض مي شود ولي تخصيص جرم به صورت نابرابر در نظر گرفته مي شود. فرکانس هاي طبيعي حاصل از آزمايش در اين آرايش فنر برابر 2.67، 4.07 و 4.7 هرتز مي باشد اما فرکانس هاي طبيعي حاصل از مدل تئوري در اين حالت برابر 3.67، 4.07 و 5.25 هرتز است.
- 5-8-2-1 نقطه 15:
- 5-8-2-2 نقطه 31:
- 5-8-2-3 نقطه 41:
- فصل6 : نتيجه گيري و کارهاي آينده
- 6-1 بررسي نتايج:
- 6-2 کارهاي آينده:
- 7- منابع و مآخذ
- پيوست الف- چکش مودال
- پيوست ب- دستگاه تحليل گر مودال 2035
- پيوست ج- سنسور مدل 4371