Vertical vibrations of base isolated machine foundations

• Published in: Journal of Engineering Vol. 16; no. 3; pp. 5516 - 5534
• Main Authors: Mahmud, Thamir K., Awad, Salim Y.
• Format: Journal Article
• Language: Arabic; English
• Published: Baghdad, Iraq University of Baghdad, College of Engineering 2010
• Subjects: Dynamics; Foundations; Machinery; Vibration; الآلات; الديناميكا
• ISSN: 1726-4073; 2520-3339

يتناول البحث الاهتزازات الشاقولية لأسس المكائن المعزولة، مستخدمة طريقة العناصر المحيطية المحددة المقايسة و طريقة النموذج المخروطي لاحتساب مصفوفة الصلابة الديناميكية للتربة تحت الأساس. عناصر مصفوفة الصلابة الديناميكية ذات قيم معقدة يمثل الجزء الحقيقي منها طاقة الانفعال المنعكسة و التي تحاول إرجاع الأساس إلى وضع السكون بينما يمثل الجزء الخيالي الطاقة المتبددة في المدى اللانهائي للتربة. تم حساب تأثير الشكل الهندسي و عمق الدفن على مصفوفة الصلابة مع تغير التردد، حيث تم احتساب كل من ثابت المرونة و معامل التخميد للتربة تحت الأساس و رسم تغاير هذه المعاملات مع التردد باستخدام مخططات لا بعدية لمديات التردد العملية. تبين من خلال الدراسة أن الصلابة الديناميكية تزداد بزيادة عمق الأساس. لدراسة تأثير العوازل على الاستجابة الديناميكية للأساس تم استخدام عوازل نابضة و بصلابة معينة (جزء صغير من صلابة التربة) و تبين أن كفاءة العزل تزداد كلما قلت نسبة الصلابة. Vibration of base isolated machine foundations has been studied using the Scaled Boundary Finite Element Method (SBFEM) and the cone model method. The dynamic stiffness of soil supporting rigid mass less foundation was determined. This stiffness is of complex value. The real part represents the reflected energy of the restoring and inertial forces while the imaginary part represents the energy dissipated within the endless extent of the soil as a geometric damping. The effect of geometric and material properties of soil upon the real and imaginary parts of the dynamic stiffness was determined and represented in terms of dimensionless charts for the frequency range of interest. Results have shown that increasing the embedment ratio has a significant effect on the dynamic stiffness, it increases the dynamic stiffness considerably. The effect of stiffness ratio (stiffness of isolator / stiffness of soil) was demonstrated for isolated machine foundations. The use of soft isolators reduces the dynamic response of foundation and the soil reaction.