Tärinänhallinta

Tärinänhallinta on suunnittelun ja tekniikan ala, jonka tavoitteena on vähentää tai hallita tärinöitä rakenteissa, koneissa ja järjestelmissä. Tärinöillä voi olla sekä haitallisia vaikutuksia kuten kulumista, vaurioita, melua ja käyttäjämanipuloitujen suorituskykymenojen heikkenemistä, että turvallisuus- ja käyttömukavuusongelmia. Tärinänhallinnan ratkaisut pyritään valitsemaan sovelluksen taustatietojen mukaan: tärinänlähde, rakenteen ominaisuudet ja kustannukset.

Passiiviset tärinänhallintamenetelmät eivät käytä ulkoisia voimia. Ne perustuvat rakenteellisiin ominaisuuksiin: tärinän eristäminen (eristys, base isolation), vaimentajat (viskoelastiset, tehdasomaiset vaimennusmateriaalit), sekä massiivisuuden ja jousien muodostamat järjestelmät kuten tuned mass damper (TMD). TMD lisää pienen massan jousen ja vaimennuksen avulla rakennuksen tai sillan kriittisillä taajuuksilla tapahtuvaa resonanssia, jolloin tärinän siirto rakenteeseen vähenee. Base isolation puolestaan vähentää tärinän siirtymistä rakennuksen runkoon pohjarakenteen ja eristemekanismin avulla.

Aktiiviset tärinänhallintamenetelmät käyttävät antureita, toimilaitteita ja ohjausalgoritmeja tärinän aktiiviseen vähentämiseen. Yleisiä lähestymistapoja ovat PID-, LQR-, MPC- ja adaptiiviset ohjausmenetelmät, jotka voivat reagoida reaaliaikaisesti muuttuviin lähteisiin ja ili-etoihin. Hybridiratkaisut yhdistävät passiivisia ja aktiivisia keinoja.

Mittaaminen ja arviointi perustuvat tilastollisiin ja taajuusvaste-analyyseihin: kiihtyvyys, siirtymä, akustinen melu sekä siirrettävän tärinän transfistiivisyys ja vaimennussuhteet.

Sovelluksina ovat rakennukset ja sillat, teolliset koneet ja laitteet, ajoneuvot sekä ilmailu. Tärinänhallinta parantaa käyttöikää, suorituskykyä ja mukavuutta sekä vähentää riskien muodostumista.