机械工程实验八主动隔振和被动隔振(2H)

实验三十三：主动隔振和被动隔振实验

实验三十三：主动隔振和被动隔振实验振动的干扰对人、建筑物以及仪表设备都会带来直接的危害，因此振动的隔离涉及到很多方面。

隔振的作用有两个方面：一、减少振源振动传至周围环境；二、减少环境振动对物体或设备的影响。

二者原理相似，性能也相似。

原理就是在设备和底座之间安装适当的隔振器，组成隔振系统，以减少或隔离振动的传递。

有两类隔振，一是隔离机械设备通过支座传至地基的振动，以减少动力的传递，称为主动隔振；另一种是防止地基的振动通过支座传至需保护的精密仪器或仪器仪表，以减少运动的传递，称为被动隔振。

【实验目的】1 .学习隔振的基本知识。

2 .学习隔振的基本原理。

3 .了解主动隔振和被动隔振效果的测量【仪器和用具】ZJY -601A 型振动教学试验仪、计算机、空气阻尼器【实验原理】 1.主动隔振在一般隔振设计中，常常用振动传递比T 和隔振效率η来评价隔振效果。

主动隔振传递比等于物体传递到底座的振动与物体的振动比，被动隔振传递比等于底座传递到物体的振动与底座的振动之比，两个方向的传递比相等。

一般，由物体传递到底座时常用力表示，由底座传递到物体时则用位移、振动速度或振动加速度表示，这样便于应用。

隔振效率：()%1001⨯-=T η (33-1)传动比T ：()22222211u D u u D T +-+=(33-2)式中D 为阻尼比，u=激振频率和共振频率的比。

只有传递比小于才有隔振效果。

因此T<1的区域称为隔振区。

由图中的曲线可知：当002f f f <<时，T<1。

系统有放大作用；当0f f =时，系统发生共振，传递比极大；当0032f f f <<时，作用有限；0063f f f <<时，隔振能力低（20—30dB ）；00106f f f <<时，隔振能力中等（30—40dB ）；010f f >时，隔振能力强（>40dB ）;阻尼比D 对T 的影响。

被动隔振-连续弹性梁

5）如果频率比 f 过大，隔振装置就必须设计得很柔软，隔振系统的静扰度就很大，相应地增大了系统的体积，安装的稳定性极差, 容易摇晃。 6）当频率比 f ＞5后，隔振系数的变化很小，同时隔振效果的改善也并不显著。所以, 在实际的工程上通常采用
f 3 ~ 5, 相应的被动隔振效率E可以达到80% ~ 90%
B sin t
隔振器地基
F k( x x1 ) R c( x x 1)
m
F
精密仪器
o
xt
R k c
H sin t
被测对象隔振对象运动微分方程：
x1 H sin t
力学模型
o1
x1 t
mx k ( x x1 ) c( x x1 ) 0
3、主被动隔振对比
振源研究对象测试参数实测公式
主动隔振
被动隔振
物体（旋转机械等）
地基
地基
物体（旋转机械等）
力
位移
二、实验目的
1、建立主动隔振、被动隔振的基本概念；
2、学会测量和计算隔振系数η 隔振效率E的基本方法并能绘出隔振效率图；
3、用共振法测量悬臂梁一、二、三阶固有频率并绘出一至三阶主振型图。
隔振器的定义：隔振器是连接设备和基础的弹性元件，用来衰减某一频率范围内振动能量的传输。 1 、主动隔振又称积极隔振或动力隔振。主动隔振指的是机器本身是振源，它通过机脚、支座、基础、地基传递出去从而影响到周围的环境和设备。主动隔振的目的就是为了减小振源自身对周围环境和设备的影响，减小振源对环境所传递的力，所以主动隔振就是隔力。 2 、被动隔振又称保护隔振。被动隔振是为了使外界的振幅尽可能少的传递到系统中来即减小外界的干扰，需要把仪器、设备与机座之间隔离开来这就是被动隔振，所以被动隔振就是隔幅。

机械振动实验课件——隔振实验

2）被动隔振 A）实测法：将传感器1、2分别置于简支梁和质量块上，用来测量简支 A 梁振幅1 和质量块振幅2 ，并将传感器1、2的输出分别接入测振仪的7、8 A 通道。 A1 A2 激振信号源输出正弦信号驱动激振器，对简支梁和质量块激振。将激 A A2 振频率由低向高调节，分别测出简支梁振幅 1 和质量块的振幅，记录下 A 数据，当刚出现 2 A1 ，说明刚满足 / 2 ，这时的激振频率，就是隔振器能起到隔振作用的最低频率。
2）当 / 0 5 后， a 变化并不明显，因此，实际使用中 / 0 3 ~ 5，
相应的主动隔振效果
a 可达到80%~90%
2.2.2 被动隔振动（保护隔振）
主动隔振是为了减小振源自身对周围环境和设备的影响，减小振源对环境的力；而被动隔振是为了使外界振动尽可能地少传到系统中来，这样设备和仪器就可以更加准确，减小外界的干扰，因此，需要把它们和机座隔离开来，这就是被动隔振。被动隔振的力学模型如右图被动隔振的隔振效果可以用：
隔振后：地基所受到的力包括两部分，弹簧的弹性力和阻尼器产生的力
Mx cx Kx me 2sin t
特解为：
x Bsin( t - )
2
(1 - 2 ) 2 (2) 2
me 其中：B M
2 tg 1 2
1
通过系统的固有频率 0 、阻尼比和激振频率来计算
这里，阻尼比和固有频率
主动隔振效率： a
(1 a ) 100%
0 共振
讨论：1）当 0 2 时， a 1, FT F0 ,隔振器没有隔振效果
1 时，即
2）当 2 时 FT F0

隔振系数测定 - 上海交通大学工程力学教学基地

隔振可分为两类：一类为主动隔振（积极隔振）；另一类为被动隔振（消极隔振）。
一、实验目的 1、掌握测定隔振系数的方法及隔振效率计算； 2、掌握被动隔振的理论和隔振器的设计原理。
二、实验装置及原理 1、实验装置
A2 设备
A1
振源
电荷放大器
数字示波器
信号源& 功率放大器
图 1 隔振装置与测量仪器 2、实验原理
为了限制设备的振动位移，在振源与设备之间增加一个由弹簧与阻尼组成的隔振器，其力学模型如下：
1
x
m
y
k
c
m
c(x& − y&) k(x − y)
建立运动微分方程为：
m&x& = −k(x − y) − c(x& − y& )
或
m&x& + cx& + kx = ky + cy&
若设底座的简弦位移为：
隔振系数测定
振动不仅会影响机器本身的工作精度和使用寿命，甚至使零件部件损坏，也会传递给周围的仪器设备，使它们也产生振动，无法正常工作。因此，有效地采用隔振技术是现代工业中重要的课题。
所谓隔振，就是在振源和隔振体之间连接弹性或阻尼装置，使振源产生的大部分能量由隔振装置吸收，以减小振源对设备的干扰。
数 S 与激振频率 f 之间的曲线图。 6、激振频率扫描范围 10Hz—40Hz。 7、关机，注意关机顺序依次为：电荷放大器、示波器、信号源。
四、实验数据记录及计算结果 1、记录实验数据
激振频率 f （Hz）
A1 （mv）
A2 （mv）
S
1
10
2

主动隔振和被动隔振传递系数的异同点

主动隔振和被动隔振传递系数的异同点在现代生活中，我们常常会遇到各种振动和噪音，比如火车经过、轰鸣的发动机，甚至是邻居那台老旧的洗衣机发出的“咯吱咯吱”声。

为了让我们的生活更舒适，科学家们发明了主动隔振和被动隔振这两种神奇的技术。

今天，就让我们轻松聊聊这两种隔振方式的传递系数，看看它们之间有哪些异同。

1. 主动隔振1.1 定义主动隔振，听起来是不是有点高大上的感觉？其实它就像个超级英雄，专门对抗各种振动。

它通过一些传感器来实时监测振动情况，然后用反向振动来抵消这些振动。

简单来说，就是在你耳边说：“别怕，我来保护你！”想象一下，就像一个勇敢的骑士，时刻准备着为你挡住那些烦人的震动。

1.2 工作原理主动隔振的工作原理挺简单的。

首先，传感器会捕捉到振动信号，然后控制系统会计算出需要多大的力量来抵消这些振动。

最后，发出一个相反的信号，这样就能在一定程度上减少振动的传递。

想象一下，就像在舞会上，舞者们如果都踩着节拍，舞会就会变得非常和谐美妙；如果有一个人走错了节拍，大家的舞步就会乱套。

主动隔振就像是那个能让大家都回到正轨的人。

2. 被动隔振2.1 定义相比之下，被动隔振就显得有点“老派”了。

它主要依靠物理材料来吸收振动，就像一个懒洋洋的熊猫，静静地坐在那里，不想多动一下。

它通过弹簧、阻尼器等设备，将振动能量转化为热能，从而减少振动的传递。

就像你在沙发上窝着，听着音乐，周围的吵闹声完全与我无关，惬意得很。

2.2 工作原理被动隔振的工作原理其实也不复杂。

它主要依靠材料的特性，比如弹性、密度等来减弱振动。

换句话说，就是通过物理手段来阻止振动的传播。

就像一个大门，关上之后，外面的喧嚣就被挡在了门外。

虽然被动隔振的效果不如主动隔振来得灵活和精准，但在某些场合，它却是个老实可靠的选择。

3. 主动隔振与被动隔振的传递系数3.1 相同点主动隔振和被动隔振在传递系数上有一些共同点，首先，它们都旨在减少振动的影响。

无论是采用高科技的主动隔振，还是经典的被动隔振，最终目标都是为了让环境更加宁静。

机械振动实验指导书

机械振动实验指导书基础与实验教学中心机械与动力工程学院上海交通大学目录安全注意事项 ....................................... 错误!未定义书签。

实验预备知识 DHVTC振动测试与控制实验系统组成与使用方法错误!未定义书签。

实验一振动系统固有频率的测量 ..................... 错误!未定义书签。

实验二无阻尼单自由度系统强迫振动特性的测量 . (11)实验三有、无阻尼单自由度系统自由衰减的测量 (16)实验四拍振实验 (20)实验五三自由度系统各阶固有频率及主振型的测量 (25)实验六动力吸振器吸振实验 (28)实验七悬臂梁模态测试 (32)实验八被动隔振实验 (35)实验安全注意事项本实验系统尽管在设计、加工和安装时已充分考虑了安全方面的问题，但强烈建议学生使用时注意如下事项：一、通电前仔细检查各活动机械部分，如激振器、偏心电机等的连接紧固情况，确保所有螺栓、卡扣等紧固无误，避免激振或旋转。

二、查看传感器、信号源、激振器等连线正确无误，确保各仪器正常工作。

三、检查各仪器电源线是否插紧插好，各仪器是否可靠接地，以防触电。

四、调压器应放置于桌面宽敞处，尽可能远离其它仪器，并且在使用时只有经检查无误后才能通电，通电前须仔细检查电机偏心轮是否紧固、调压器与电机连线、接地是否可靠，使用完毕应立即断电。

五、激振器和偏心电机工作时，禁止手或是其它物品碰到激振器顶杆和电机偏心轮，以免受伤或物品飞落。

六、所有仪器设备工作过程中发现异常应立即断电，并请专业人员检查维修。

实验预备知识: DHVTC振动测试与控制实验系统组成与使用方法一、DHVTC振动测试与控制学生实验系统的组成如图1-1所示，本系统由“振动测试与控制实验台”、“激振与测振系统”、“动态采集分析系统”组成。

⑴——底座⑸——非接触式激振器⑼——电式速度传感器⒀——单/双自由度系统⑵——支座⑹——接触式激振器⑽——被动隔振系统⒁——压电式加速度传感器⑶——三自由度系统⑺——力传感器⑾——简支梁/悬臂梁⒂——电涡流位移传感器⑷——薄壁圆板⑻——偏心电机⑿——主动隔振系统⒃——磁性表座图1-1 DHVTC振动测试与控制学生实验系统示意图1.1 振动与控制实验台振动测试与控制实验台由弹性体系统（包括简支梁、悬臂梁、薄壁圆板、单双自由度系统、三自由度系统模型）组成，配以主动隔振、被动隔振用的空气阻尼减震器、动力吸振器等，可完成振动与振动控制等20多个实验项目。

机械振动实验报告

机械振动实验报告1. 实验目的本实验旨在通过对机械振动的实验研究，掌握机械振动的基本原理和特性，深入了解振动系统的参数对振动现象的影响。

2. 实验原理（1）简谐振动：当物体在受到外力作用下，沿着某一方向做来回运动时，称为简谐振动。

其数学表达式为x(t) = A*sin(ωt + φ)，其中A 为振幅，ω为角频率，φ为初相位。

（2）受迫振动：在外力的作用下振动的振幅不断受到调节，导致振幅和相位角与外力作用间存在一定的关联关系。

（3）自由振动：在无外力作用下，振动系统的振幅呈指数幅度减小的振动现象。

3. 实验内容（1）测量弹簧振子的简谐振动周期并绘制振幅-周期曲线。

（2）通过改变绳长和质量对受迫振动的谐振频率进行测量。

（3）观察受外力激励时的自由振动现象。

4. 实验数据与结果（1）弹簧振子简谐振动周期测量结果如下：振幅（cm）周期（s）0.5 0.81.0 1.21.5 1.62.0 1.9（2）受迫振动的谐振频率测量结果如下：绳长（m）质量（kg）谐振频率（Hz）0.5 0.1 2.50.6 0.2 2.00.7 0.3 1.80.8 0.4 1.5（3）外力激励下的自由振动现象结果呈现出振幅逐渐减小的趋势。

5. 实验分析通过实验数据处理和结果分析，可以得出以下结论：（1）弹簧振子的振动周期与振幅呈线性关系，在一定范围内，振幅增大，周期相应增多。

（2）受迫振动的谐振频率随绳长和质量的增加而减小，表明振动系统的参数对谐振频率有一定的影响。

（3）外力激励下的自由振动现象符合指数幅度减小的规律，振幅随时间的增长呈现递减趋势。

6. 实验总结本实验通过测量和观察机械振动的不同现象，探究了振动系统的基本原理和特性。

实验结果表明振动系统的参数对振动现象产生了明显的影响，为进一步深入研究振动学提供了基础。

通过本次实验，我对机械振动的原理和特性有了更深入的了解，对实验数据处理和分析方法也有了更加熟练的掌握。

希望通过不断的实验学习，能够进一步提升自己对振动学理论的理解水平，为未来的科研工作打下坚实基础。

主被动隔振研究

实例分析
橄榄景医院在1971年圣费尔南多地震中受到较大损害，10年后重建，并增加了抗震强度。在此次地震中，剪力墙产生剪切裂缝，设备机器、医疗机械及家具等翻倒，病历等资料掉下、散乱。而且水管破裂，各层浸水，建筑物不能使用，完全丧失了医院的功能。
橄榄景医院（抗震结构）
一九九四年九月十六日，台湾海峡发生了7.3级地震，震源距离汕头市约 200公里，汕头市烈度为6度，各类房屋摇晃厉害，居民惊惶失措，水桶里的水溅出了1/3左右……而陵海路隔震楼上的人并没有感到晃动，听到毗邻楼房和邻街喧闹声后下楼才知道发生了地震。
实例分析
抗震
抗震结构一般是采用加固节点、提高建筑结构整体性、增加建筑整体刚度的做法，使建筑在受到地震荷载作用下不至于发生过大的变形导致结构失效，房屋坍塌。地震所产生的能量在建筑构件的变形中被消耗。
隔震
减震
一种新型的建筑结构耐震形式，通过在房屋的某层柱顶设置隔震垫，如橡胶隔震支座和弹性滑板支座，阻止地震作用向上传递，从而达到减弱结构地震反映的效果。分为基础隔震结构与层间隔震结构。
1.早期隔震技术
• 河合浩藏的“地震时不受大震动的结构”
右图是1891年河合浩藏的“地震时不受大震动的结构”。其隔震思路是在地基上并排铺设了数层圆木，并且把建筑物周围挖空，从而地震时可对上部建筑起到隔震。
实例分析
• J.A.Calantarients提出的隔震结构
右图是 J.A.Calantarients 于 1909 年提出的隔震结构(Base-isolated building )方案。这种隔震结构在建筑物结构与基础之间用滑石层隔开，地震时建筑物可以滑动。
下图分别是世界上第一栋采用铅芯橡胶支座隔震的建筑(The William Clayton Building, New Zealand)和世界上使用铅芯橡胶支座中基底面积最大的建筑(日本)。

隔振原理及机械设备的隔振方法

（1－7）（1－8）
可假定系统的初始条件
P (t ) v0 dt t M
0
物体的位移（t>0）及速度可用式（1－9）、（1－10）表达：
x v0 sin(0 1 2t )
0 1 2 e t
0
（1－9）（1－10）) 1 2 e0 t
积极隔振与消极隔振
一般采取以下措施来防止或减弱有害的机械振动：消除或减小振源，切断及抑制从振源向外界的振动传递；防止振动物体或结构的共振。中间一项就是振动隔离的问题。振动隔离的目的是：防止机器设备的振动对建筑结构及环境的影响；防止建筑结构或基础的振动对机器设备的影响。前者为积极隔振，后者为消极隔振。
消极的冲击隔离
消极的冲击隔离如图1—3b所示，基础的脉冲位移由式 (1—13)表达：
U (t ) U 0 (-t<t<0) (t<-t,0<t)
（1－13）
物体的初始速度 v0 由式(1—14)表达：（1－14）物体的位移与式（1－9）相同，隔离系数与式（1－12）相同。消极的冲击隔离和积极的冲击隔离的隔离原理是相同的，为了达到一定的隔离效果，须选择较软的弹性支承并增大系统的支承阻尼性能。
本章内容
隔振原理及机械设备的隔振方法隔振器、隔振元件与隔振材料的分类及主要性能隔振器、隔振元件与隔振材料的选用单双层隔振与浮筏隔振
隔振器、隔振元件与隔振材料的分类及主要性能
从理论上说，凡是具有弹性的材料均能作为隔振元件，但在实际工程应用上受到很多条件的限制，例如能否大量供应，性能是否稳定，使用寿命长短以及是否具有防水、防油、防火性能等。兹将目前国内大量使用的隔振元件和隔振材料介绍如下。

实验八主动隔振和被动隔振(2H)

机械工程基础实验
实验报告书
实验项目名称: 主动隔振和被动隔振
学年：学期：
入学班级：
专业班级：
学号：
姓名：
联系电话：
指导老师：
实验八主动隔振和被动隔振（2H）一、实验目的
二、实验装置与仪器框图
三、实验结果与分析
1. 主动隔振 1）实验数据
表 1
2）根据主动隔振方法1）按公式（2）、（4）计算出隔振系数a η和隔振效率a ε。

3）根据主动隔振方法2）按公式（3）、（4）计算出隔振系数a η和隔振效率a ε
4）对两种结果进行对比分析
2．被动隔振 1）实验数据
隔振系统固有频率0f =（）Hz
表 2
（注：本表一定要包含1λ=的两个点）
2）根据表2绘制λη-p 曲线和λε-p 曲线（要求用坐标纸绘制）。

被动隔震实验报告(3篇)

第1篇一、实验目的本实验旨在研究被动隔震技术在建筑结构中的应用效果，通过实验验证被动隔震系统对建筑结构地震响应的降低作用，以及不同隔震装置对隔震效果的差异。

二、实验原理被动隔震技术是通过在建筑结构中引入隔震装置，将地震能量在传递过程中部分吸收或转换，从而降低建筑结构的地震响应。

常见的隔震装置有摩擦滑移型、橡胶隔震垫、金属隔震垫等。

三、实验设备1. 隔震实验台架：用于模拟建筑结构在地震作用下的动力响应。

2. 地震模拟器：用于产生模拟地震波，模拟地震作用。

3. 测量仪器：加速度计、位移计、力传感器等，用于测量建筑结构的加速度、位移和受力情况。

4. 数据采集与分析系统：用于实时采集实验数据，并进行处理和分析。

四、实验方法1. 实验装置搭建：将实验台架、地震模拟器、测量仪器等设备按照实验要求进行搭建。

2. 隔震装置选择：选择不同类型的隔震装置，如摩擦滑移型、橡胶隔震垫、金属隔震垫等，分别进行实验。

3. 实验数据采集：在地震模拟器作用下，对建筑结构的加速度、位移和受力情况进行实时采集。

4. 数据处理与分析：对采集到的实验数据进行处理和分析，比较不同隔震装置对隔震效果的差异。

五、实验结果与分析1. 摩擦滑移型隔震装置实验结果：- 加速度降低：采用摩擦滑移型隔震装置后，建筑结构的加速度降低了约30%。

- 位移降低：采用摩擦滑移型隔震装置后，建筑结构的位移降低了约25%。

- 受力降低：采用摩擦滑移型隔震装置后，建筑结构的受力降低了约20%。

2. 橡胶隔震垫实验结果：- 加速度降低：采用橡胶隔震垫后，建筑结构的加速度降低了约40%。

- 位移降低：采用橡胶隔震垫后，建筑结构的位移降低了约35%。

- 受力降低：采用橡胶隔震垫后，建筑结构的受力降低了约30%。

3. 金属隔震垫实验结果：- 加速度降低：采用金属隔震垫后，建筑结构的加速度降低了约50%。

- 位移降低：采用金属隔震垫后，建筑结构的位移降低了约45%。

- 受力降低：采用金属隔震垫后，建筑结构的受力降低了约40%。

主动隔振

主隔系 = 动振数隔后给础的幅振传基力振隔前给础的幅振传基力振
F 即 ηa = T ： F 0
本实验拟采用两种方法：直观测定法及理论计算法
机械工程实验教学中心
A）直观测定法：依据定义分别测定在隔振前和隔振后地基所受力(F)的振幅，直接做比主动隔振系数：
4）主动隔振和被动隔振隔振的概念及实际举例
机械工程实验教学中心
1.3 实验难点 1）振动实验台的简化（等效质量的概念） 2）垫刚性物块的目的 3）如何测定系统的固有频率
机械工程实验教学中心
2．具体实验
2．1 实验装置与仪器框图
机械工程实验教学中心
2．2实验原理．实验原理
2．2．1主动隔振（积极隔振或动力隔振）主动隔振指的是机器本身是振源，它通过机脚、支座传至基础或基座。主动隔振就是隔离振源，是振源的震动经过减振后在传递出去，从而减少对周围环境和设备的影响。概念：隔振系数 ηa 和隔振效率 εa
1+ (2 )2 ξλ
2 ( −λ )2 + (2 )2 1 ξλ
λ= ω ω0
在上次实验中已经学习过如何测定， ω0 因此，只需要测定强迫振动的激振频率就可以计算主动隔振系数。 ω
这里，阻尼比 ξ 和固有频率
机械工程实验教学中心
主动隔振效率： a ε 讨论：1）当
= (1−ηa )×100%
时， ηa >1, F > F ,隔振器没有隔振效果 T 0
B）理论计算法：隔振前
m ω2 e
M
隔振后
M
m ω2 e
θ
x C
θ
F 0
K
F T

减振与隔振的概念

一、减振与隔振的概念减振是工程上防止振动危害的主要手段。

减振可分为主动减振和被动减振。

主动减振是在设计时就考虑消除振源或减小振源的能量或频率，在精密仪器、航空航天设备、大型汽轮发电机组及高速旋转机械中应用较多，但费用昂贵，普通工程机械中应用较少。

被动减振有隔振和吸振等。

隔振又可分为主动隔振和被动隔振。

为了防止或限制振动带来的危害和影响，现代工程中采用了各种措施，归纳起来有以下几条原则：1．减弱或消除振源（主动减振）这是一项积极的治本措施。

如果振动的原因是由于转动部件的偏心所引起的，可以用提高动平衡精度的办法来减小不平衡的离心惯性力。

对往复式机械如空气压缩机等也需要注意惯性力的平衡。

2．远离振源（被动隔振）这是一种消极的防护措施。

如精密仪器或设备要尽可能远离具有大型动力机械、压力加工机械及振动机械的工厂或车间，以及运输繁忙的铁路、公路等。

3．提高机器本身的抗振能力（主动减振）衡量机器结构抗振能力的常用指标是动刚度，动刚度在数值上等于机器结构产生单位振幅所需的动态力。

动刚度越大，则机器结构在动态力作用下的振动量越小。

4．避开共振区根据实际情况尽可能改变系统的固有频率（主动减振）或改变机器的工作转速（被动减振），使机器不在共振区内工作。

5.适当增加阻尼(阻尼吸振)阻尼吸收系统振动的能量，使自由振动的振幅迅速衰减，对于强迫振动的振幅有抑制作用，尤其在共振区内甚为显著。

6.动力吸振(被动吸振)对某些设备上的测量或监控仪表，采用在仪表下安装动力吸振器的方法可稳定仪表的指针，提高测量精度。

7.采取隔振措施用具有弹性的隔振器，将振动的机器(振源)与地基隔离，以便减少振源通过地基影响周围的设备，这就是主动隔振或积极隔振；或将需要保护的精密设备与振动的地基隔离，使不受周围振源的影响，这就是被动隔振。

下面介绍隔振的基本理论。

被隔振的机器或设备与隔振器相比，可认为前者只有质量而不计弹性，后者是只有弹性和阻尼而不计质量，这样在只考虑单方向振动的情形下，可简化为单自由度隔振系统，如图14-16所示。

机械设备隔振的基本原理与效果评估指标

机械设备隔振的基本原理与效果评估指标有害的振动不仅影响机械的性能，而且减少机械的使用寿命，对于动力机械减振设计性能进行预测和评估，利于有针对性的减少动力机械的有害振动，提高其使用寿命。

动力机械减振措施根据生活经验，生活中充满了各种有害振动。

为了减少有害振动的危害，人们深入研究了不同工程领域的有害振动，并提出了控制有害振动的多种措施。

减小有害振动，即采用一定的技术手段，使振动物的振动水平保持在合理范围之内。

振动控制工程中时常会用到吸振、阻振和隔振三种措施。

隔振技术在实际中应用最广。

隔振，顾名思义，就是将一定的弹性物设置在物体与支承面中间，从而将振动隔离。

从振源角度对隔振的类型进行划分，它包括两种类型：一是使发生在物体身上的激振力不向支承面传导，振源为机器，这种隔振方式被称之为积极隔振；二是通过一定的手段使支承面的振动不向被支承物体的方向传动，振源为支承面，这种隔振方式被称之为消极隔振。

隔振的基本原理目前，各种类型的弹性安装支承已经广泛应用于现在船舶建造中的柴油机装置，且取得了良好的隔振效果，将噪声控制在合理范围之内。

在多种振动隔离方式中，单层隔振系统最简单，从理论角度来分析，当外干扰力频率比隔振系统本身所具有的频率高出2倍时，隔振效果就会很明显。

频率值与隔振效果之间呈正相关性，频率越高，隔振效果越明显。

但从实际隔振效果来看，由于隔振器的频段高，隔振器内部会出现驻波，形成驻波效应。

在高频振动的作用下，支承物边缘产生振动，且随着振动频率的提高，隔振器刚度也会随之增加。

当单层隔振处于高频段时，它的衰减值就会大幅减小，我们再从理论角度分析双层隔振系统，双层隔振系统的传递频率为-24dB每倍频程，比单层振动的12dB每倍频程降低了一倍，因此机组传向船体的振动会大幅减少。

正是因为双层隔振系统能有效隔离振动，消除噪声，目前已经被广泛应用于船舶动力装置中。

如今，在单个机组的双层隔振装置基础上，研发人员又研发了只有一个中间基座的多台机组双层隔振系统，这种装置被人们称之为“浮筏”。

隔振基本原理

隔振基本原理主动隔振和被动隔振的共同点是安装减振器(弹簧)，但减振器安上去后，可能使要保护的电子产品的振动减小了。

也可能使振动比原来更大。

因此必须了解振动的基本原理，否则可能会得到相反的结果。

1．病动系统的组成机械振动时物体受交变力的作用，在莱一位置附近做往复运动。

如电动机放在一简支梁上，当电动机旋转时，由于转子的不平衡质量的惯性力引起电动机产生上下和左右方向的往复运动。

当限制其左右方向的运动时，就构成了最简单的上下方向的振动(单自由度系统的正弦振动)，如图5—50(a)所示。

亿宾微电子电动机放在简支梁上，电动机的转动中心在0点，转子质量为mf，重心偏移在口点，偏心距为‘，转子转动的角速度为m，则转动时，转子产生的离心力为EJ，zJ的垂直分量为y2，水平分量为D：。

如果限制左右方向的运动，则电动机仅受yJ的交变作用。

如果只考虑简支梁的弹性，不计其质量，电动机连同底座的质量为m，视为一个集中质量，则电动机的振动模型可表示为图5—50(b)，该图即为其力学模型。

研究机械振动时，往往把实际的复杂系统进行简化，抓主要因素，得出力学模型，然后用力学模型进行分析计算。

几种常见的振动力学模型如图5—5l所示，5—51(a)是单自由度系统自由振动；图5—51(b)是单自由度系统阻尼自由振动；图5—51(c)、5—51(d)是单自由度系统的强迫振动的两种形式。

固5—5l(c)中激振以交变力形式存在，图5—51(d)中激振以支承振动位移的形式加于系统。

物体呼弹性回复力和重力的作用，并只能在一个方向上振动的机械振动称为单自从图5—52(b)可以看出，这种振动只要一开始，就会不停地进行下去，这显然是不行的。

只要给振动系统加上阻尼f(常用阻尼比D表示)，如图5—5l(b)所示，振动就很挟消失，这种振动称为阻尼自由振动。

3．单自由度系统的阻尼强迫振动实际产品的持续振动是取外来激振对弹性系统做功，即输入能量以弥补阻尼所消耗的能量来进行的。

隔振减振实验

隔振减振实验一、实验目的1、学习隔振减振的基本知识，学习隔振减振的基本原理；2、了解隔振减振效果的测量，判断系统隔振减振的有效工作频段。

二、实验仪器1、ZJY-601T型振动教学实验台、偏心电机、激振器。

2、空气阻尼器、动力减振器。

3、实验仪器安装示意图三、实验原理隔振有两类，一是隔离机械设备通过支座传至地基的振动，以减少动力的传递，称为主动隔振；另一种是防止地基的振动通过支座传至需保护的精密设备或仪表仪器，以减小运动的传递，称为被动隔振。

本实验将研究探讨被动隔振的现象。

隔振传递比:T = A1/A2隔振效率： E =（1- T )·100%四、实验步骤1、测量并记录空气阻尼器的质量，将传感器接到其上方，打开DASP软件，用锤子轻敲空气阻尼器，通过分析得到的频响曲线可得出其固有频率；2、把两个传感器并排放在梁中部，分别接到两个通道，打开DASP软件，调节使两个通道的幅值相等。

3、把由空气阻尼器和质量块组成的弹簧质量系统固定在梁中部，速度传感器放在上面，接入ZJY-601A型振动教学试验仪的速度传感器输入端，输入接到采集仪的第一通道。

压电加速度传感器放在梁的下面，接入ZJY-601A型振动教学试验仪的压电加速度传感器输入端，档位放在压电加速度的v速度档，输出接到采集仪的第二通道。

4、开机进入DASP2000标准版软件的主界面，选择单通道按钮。

进入单通道示波状态进行波形和频谱同时示波。

5、从10Hz~50Hz中每取一个频率，记录两个通道对应的幅值（A1，A2)分别记录到表中。

点数越多，实验曲线越接近真实值。

五、实验结果和分析1、实验数据记录频率幅值A1幅值A2传递比频率幅值A1幅值A2传递比 8 0.01326 0.00703 1.886 20 0.09745 0.05357 1.819 9 0.02557 0.01400 0.183 21 0.08893 0.06274 1.417 10 0.04433 0.01827 2.426 22 0.08562 0.07150 1.197 10.5 0.05973 0.02456 2.432 22.5 0.08507 0.07801 1.091 11 0.08067 0.02983 2.704 23 0.08352 0.08497 0.983 11.5 0.114 0.03857 2.956 23.5 0.08518 0.09123 0.934 12 0.160 0.04557 3.511 24 0.08534 0.09339 0.914 12.5 0.119 0.04852 2.453 25 0.08544 0.115 0.743 13 0.189 0.04078 4.635 26 0.08811 0.134 0.658 13.5 0.144 0.03308 4.353 28 0.09419 0.187 0.504 14 0.173 0.03553 4.869 30 0.110 0.277 0.397 14.5 0.204 0.03554 5.740 32 0.150 0.459 0.327 15 0.216 0.03158 6.840 34 0.295 1.069 0.276 15.2 0.243 0.03390 7.168 34.5 0.345 1.339 0.258 15.5 0.219 0.02657 8.242 35 0.359 1.468 0.245 16 0.172 0.02301 7.475 36 0.305 1.327 0.230 16.5 0.151 0.02329 6.483 36.5 0.277 1.254 0.221 17 0.133 0.02881 4.616 38 0.176 0.896 0.196 17.5 0.123 0.03210 3.832 40 0.117 0.635 0.184 18 0.117 0.03575 3.273 45 0.124 0.620 0.200 18.5 0.108 0.04109 2.628 50 0.0673 0.487 0.138 190.1080.047342.281600.05660.3650.1552、将以上数据画出的曲线如下分析：实验给的数据：空气阻尼器固有为吸振频率，fa=16.12Hz ；隔振频率，2fa=22.63Hz ；上图中幅值A1代表空气阻尼器的幅值情况；幅值A2代表简支梁的幅值情况。

隔振的数学建模

频率比 0< <1
T >1 T 为极大
T ≥1
=1
1< ≤ 2
> 2
T <1
为了取得较好的隔振效果，系统应当具有较低的固有频率和较小的阻尼。不过阻尼也不能太小，否则振动系统在通过共振区时会产生较大的振动。对于被动隔振系统，隔振后的与隔振前振幅之比为：
B 1 (2 ) 2 H (1 2 ) 2 (2 ) 2 1 (2 ) 2 4 2 2 1 4 2 2
1 (2 ) 2 4 2(1 2 2 ) 2 1
由上式可知，当 < 2 / 2 ,且 1 2 2 时， B / H 有极大值，此时为位移共振，同理，可分析其它共振频率，列出单自由度系统固有频率和共振频率关系，如下表。表单自由度系统固有频率和共振频率关系阻尼情况无阻尼有阻尼自由振动频率位移共振频速度共率振频率速度共振频率
系统固有频率 n 为：
n
k m
可得位移传递率 Ta 为：
Ta
B 1 (2 ) 2 H (1 2 ) 2 (2 ) 2
其中分别为外界干扰频率和系统固有频率 n 之比，即 / n ；为系统阻尼比，
c c 。 c0 2 mk
Bsin(t )
隔振器地基精密仪器
F k( x x1 ) R c ( x x1 )
m F R k c

o
x t
H sin t
被测对象图隔振对象运动微分方程：被动隔振的力学模型
x1 H sin t
力学模型
o1
x1 t