隔振与阻尼的关系
隔振器隔振原理
隔振器隔振原理隔振器是一种用于减少或消除振动传递的装置。
它的工作原理是通过减震材料或减振结构将振动能量转化为其他形式的能量，从而实现隔振效果。
隔振器的隔振原理主要包括质量阻尼和刚度阻尼两个方面。
质量阻尼是指隔振器本身的质量比被隔振物体的质量大，使得振动能量主要转化为隔振器的动能而不是传递给被隔振物体。
刚度阻尼是指隔振器的刚度比被隔振物体的刚度小，使得振动能量主要通过隔振器的弹性形变来吸收和消散。
质量阻尼是隔振器中常用的隔振原理之一。
通过增加隔振器的质量，可以降低振动传递的能力，从而减少被隔振物体的振动。
例如，在汽车工程中，车辆的发动机产生的振动会通过发动机座橡胶隔振器传递给车身，为了减少车身的振动，可以在发动机座上安装质量较大的隔振器，使得发动机的振动能量主要转化为隔振器的动能而不是传递给车身。
刚度阻尼是隔振器中另一个常用的隔振原理。
通过降低隔振器的刚度，可以增加振动系统的自然频率，从而减小振动传递效应。
例如，在建筑物中，地震会产生很大的地面振动，为了保护建筑物不受地震影响，可以在建筑物的基础上安装刚度较小的隔振器，使得地震的振动能量主要通过隔振器的弹性形变来吸收和消散，从而减小建筑物的振动。
除了质量阻尼和刚度阻尼，隔振器还可以利用压缩空气、液体或弹簧等材料的特性来实现隔振效果。
例如，软管隔振器中的压缩空气可以通过空气的压缩和膨胀来吸收和消散振动能量；液体隔振器中的液体可以通过流动和黏滞阻尼来减少振动传递；弹簧隔振器中的弹簧可以通过弹性形变来吸收和消散振动能量。
隔振器的隔振效果与其结构设计、材料选择和工作条件等因素密切相关。
合理的结构设计和材料选择可以提高隔振器的隔振效果，而不同的工作条件可能对隔振器的性能产生影响。
因此，在实际应用中，需要根据具体的振动源和被隔振物体的特点来选择合适的隔振器，并进行适当的设计和调试。
隔振器通过质量阻尼和刚度阻尼等原理来减少或消除振动传递，从而实现隔振效果。
合理的结构设计、材料选择和工作条件可以提高隔振器的性能。
07_隔振技术及阻尼减振
❖ 冲击隔离与缓冲是有区别的缓冲是让缓冲材料介于相互碰 撞的物体之间，使碰撞的冲击力要比直接碰撞低，如汽车 缓冲器，飞机着陆架等。
❖ 振动会影响仪器设备的精度、功能和使用寿命，会造成事故。 同样会危害人的身心健康，甚至造成器官损伤。
❖ 隔振就是就是将声源与结构之间形成弹性连接，实际上振动 不可能完全隔绝，故通常也称为减振。
2020年11月4日10时37分
1
7 隔振技术及阻尼减振
❖ 7.1 振动控制的基本方法 ❖ 7.2 隔振原理 ❖ 7.3 隔振器材 ❖ 7.4阻尼减振 ❖ 7.5环境振动评价和标准
❖ 机械设备运转产生振动，振动一方面直接向外辐射噪声，另 一方面以弹性波的形式通过相连的结构向外传播，并在传播 的过程中向外辐射噪声。控制振动的一个重要方法就是隔振。
❖ 机械设备振动能量以两种方式向外传播而产生噪声，一部分 由振动机器直接向空中辐射，称为空气声；另一部分振动能 量则通过承载机器的基础、连接构件传递，固体表面振动以 弯曲波形式传播，因而能激发结构振动向空中辐射噪声，这 种通过固体传播的声波叫固体声。
▪ 人能感觉到的振动频率范围为l～100Hz (可听声的频率 范围为20～20000Hz)
• 人对频率为2～12Hz的振动感觉最敏感 • 频率>12Hz或<2Hz的振动敏感性就逐渐减弱
2020年11月4日10时37分
4
7.1 振动控制的基本方法
7.1.1 振动的来源及危害
❖ 振动对人体的危害
▪ 共振频率：人体某些器官固有频率相吻合的频率
第五章-隔振技术-第六章-阻尼技术
6.1.2 阻尼的产生机理 从工程应用的角度讲，阻尼的产生机理就 是将广义振动的能量转换成可以损耗的能量，
从而抑制振动、冲击、噪声。 1 ．工程材料的内阻尼 材料阻尼的机理是：宏观上连续的金属材
料会在微观上因应力或交变应力的作用产生 分子或晶界之间的位错运动、塑性滑移等，
产生阻尼。在低应力状况下由金属的微观运
动产生的阻尼耗能，称为金属滞弹性。
当金属材料在周期性的应力和应变作用
下，加载线 和卸载线 在一次周期的应力循 环中，构成了应力 - 应变的封闭回线 ABCDA ，阻尼耗能的值正比于封闭回线的面 积。
粘弹性材料属于高分子聚合物，从微观结构上
看，这种材料的分子与分子之间依靠化学键或物 理键相互连接，构成三维分子网。高分子聚合物 的分子之间很容易产生相对运动，分子内部的化 学单元也能自由旋转，因此，受到外力时，曲折 状的分子链会产生拉伸、扭曲等变形；分子之间 的链段会产生相对滑移、扭转。当外力除去后， 变形的分子链要恢复原位，分子之间的相对运动 会部分复原，释放外力所做的功，这就是粘弹材 料的弹性；但分子链段间的滑移、扭转不能全复 原，产生了永久性变形，这就是粘弹材料的粘性， 这一部分功转变为热能并耗散，这就是粘弹材料 产生阻尼的原因。
系统频率。如果系统干扰频率 比较低，系
统设计时很难达到 的要求，则必须通
过增大隔振系统阻尼的方法以抑制系统的振
动响应。
5.2 隔振设计与隔振器 在隔振设计中，通常把 100Hz 以上的干 扰振动称作高频振动， 6-100Hz 的振动定义 为中频振动， 6Hz 以下的振动为低频振动。 常用的绝大多数工业机械设备所产生的 基频振动都属于中频振动，部分工业机械设
7-隔振、测振仪表、阻尼做功
面之间有弹簧与阻尼器隔开，
振动隔离
机器设备运转时发生的剧烈振动，不但会引起机 器本身结构或部件的破坏、缩短寿命、降低效率等不 利影响，而且会影响周围的精密仪器设备不能正常工 作或降低其灵敏度和精确度。由振动产生的噪音对人 体健康也很有害。因此必须有效地隔离振动。 根据振源的不同，一般分为两种性质不同的隔振。 一种称为主动隔振，一种称为被动隔振。
可见，粘性阻尼力所做的功与振幅的平方成正比， 与振动频率也成正比。
当每个周期的能量输入与耗散相等时，由上
两方程，有
在发生共振时ω=ωn，φ=π/2，可得
这时激励每个周期所做的功最大，阻尼力所消耗 的能量也最大。
括号内第一项是常量，第二项是频率2ω的正弦波。
例 3.5—2
设 F=10sinπt(N) ， x=2sin(πt-30o)(cm) ，
振动经过一段时间之后就会停止。在强迫振动
中，激励对振动物体做功，能量不断输入振动
系统，当能量输入与能量耗散相等时，振幅保 持常值，系统进行稳态振动。现在就来说明激 励与阻尼在强迫振动中所做功的计算方法。
(1)简谐激振力在一个周期内所做的功
设有激励F=F0sinωt，沿x轴方向，作用于物体m
上，其运动方程的解为x=xsin(ωt-φ)，则在一个周 期内激励所做的功为
选取λ值在2.5～5之间隔振效果已经足够了。
(3)当λ> 时，传递率随相对阻尼系数ζ的增
大而提高。即在此情况下增大阻尼不利于隔振。
3．4振动测量仪器
振动测量仪器基本上分为三
类：即位移计 、速度计和加
速度计。它们都是利用支承
运动产生的强迫振动振幅频 率特性制成的 。图示意了测 振仪的 基本原理，测振仪内部包括一个惯性质量m、弹簧k 和阻尼c，组成一个单自由度振动系统。测振时直 接把仪器外壳与振动物体固接，外壳随振动物体一
工程结构的阻尼和隔振设计
未来研究方向探讨
智能化阻尼和隔振技术
随着人工智能和大数据技术的发展，未来可研究如何将智能算法应用 于阻尼和隔振设计中，实现自适应调节和优化控制。
新型阻尼材料和隔振技术
02 03
隔震支座
隔震支座是一种特殊的阻尼装置，用于隔离地震波向上部结构的传播。 它允许建筑物在地震时相对于地面发生水平位移，从而减小地震力对上 部结构的影响。
耗能支撑
耗能支撑是一种具有滞回特性的支撑构件，能够在地震中通过塑性变形 消耗能量，减轻主体结构的损伤。
桥梁结构中的隔振设计
隔震沟
在桥梁结构中，隔震沟被用于隔离地震波向桥墩的传播。通过在桥墩周围设置隔震沟，可 以减小地震力对桥墩的作用，保护桥梁免受地震破坏。
阻尼材料
用于吸收和消耗振动能量，减少振动的幅度和持续时 间。常用的阻尼材料有橡胶、沥青等。
辅助结构
用于固定隔振元件和阻尼材料，保证整个隔振系统的 稳定性和可靠性。
隔振效果评价指标
传递率
表示隔振系统对振动传递的阻隔 程度，通常以分贝（dB）为单位 进行衡量。传递率越低，隔振效 果越好。
固有频率
指隔振系统自身固有的振动频率 。当外界振动频率接近固有频率 时，隔振系统容易发生共振，导 致隔振效果降低。
粘弹性阻尼材料
兼具粘性和弹性，能耗散振动能量，适用于各 种复杂结构的阻尼设计。
复合阻尼材料
通过不同材料的组合，实现宽频带、高效能的阻尼效果，满足特殊工程需求。
智能控制技术在隔振系统中应用
主动隔振技术
采用作动器对结构施加反向振动，抵消外部激励 引起的振动，实现高精度隔振。
阻尼对浮筏隔振性能的影响研究
的数学 模 型 。 由于 阻 尼 的本 质 和 表 现 均 相 当 复 杂 ， 应 的模 型 也 很 多 ， 相 ＡＮＳ ＹＳ提 供 了强 大 丰 富 的阻 尼 输 入 方法 ， 此 正确 理 解 ＡＮＳ 为 ＹＳ中各 阻
单元 阻尼 和全结构 恒定 阻尼 比。
瑞利 阻 尼 对 应 ａＭ ＋ Ｋ ； 料 阻 尼 对 应 材
— —
质量 ；
是 一 构 刚度 ； 一 结
。一
系 统 的无 阻尼 自振频 率 。
在多 自由度 系统 中采 用 等 效 粘滞 阻尼 ， 尼 阻
力 向量 的表达式 为
Ｆｄ 一 （） ３
近几 十年来 ， 人们 提 出了多种 阻尼 理论 假设 ，
式 中：ｆ Ｆ｛ 一
， … 一
阻尼 力列 向量 ；
能量 的 能力 。也 就 是 将 机 械 振 动及 声 振 的能 量 ，
在 实 际应用 中通 常是 用不 同频 率下 的阻尼 比 来表 征 系统 的阻尼 。
一 ＝ ＝＝ 一 —
ｃ
２ ㈨ ｏ ２
（） ２
、 一
转变 成热 能或 其 他 可 以损耗 的 能量 ， 而起 到减 从 振及 降 噪 的 目的 。引 起 结 构 能 量 耗 散 的 因素 很
收 稿 日期 ：０００— ６ ２ １—４２
— —
等效粘滞阻尼矩阵；
节点 的速 度 向量 。
阻尼减震和隔振的原理区别
阻尼减震和隔振的原理区别阻尼减震和隔振是两种常见的减震控制方法，它们在原理和应用场景上有一定的区别。
阻尼减震是一种通过增加系统的阻尼来减小振动幅度的方法。
在实际系统中，振动往往是由于系统存在不稳定的共振频率或共振模态引起的，而阻尼可以通过吸收系统的振动能量来减小振幅，并且降低系统共振的危害性。
阻尼减震的原理可以通过振动系统的阻尼比以及阻尼对系统动力学特性的影响来解释。
阻尼比是描述阻尼效应强弱的比值，即阻尼力和系统的临界阻尼力之比。
当阻尼比小于1时，系统处于过阻尼状态，振动幅度较小且趋于稳定；当阻尼比等于1时，系统处于临界阻尼状态，振动幅度最小但需要的时间最长；而当阻尼比大于1时，系统处于欠阻尼状态，振动幅度大且持续时间较短。
因此，合理选择适当的阻尼比可以有效控制系统的振动幅度。
在阻尼减震中，常用的减震器有阻尼器、液体阻尼器、摩擦减震器等。
阻尼器中通常用高频阻尼器来吸收系统高频范围内的振动能量，而低频阻尼器则用来分散和吸收系统低频范围内的振动能量。
液体阻尼器通过液体的粘滞阻力和离心力来消耗振动所带来的能量，在大多数情况下能够提供较好的阻尼效果。
摩擦减震器则是通过材料之间的摩擦力来吸收振动能量，其实现简单且成本较低。
隔振是一种通过隔离系统与外界环境的接触来减小振动幅度的方法。
在实际工程中，许多设备受到地震、机械冲击或交通振动等外部振动的干扰，而隔振技术可以将这些外部振动隔离，从而保护设备的正常工作。
隔振的原理可以通过系统的共振频率以及隔振材料的固有频率来解释。
在隔振中，系统具有的共振频率是关键。
当外部振动频率接近系统的共振频率时，系统振幅会大幅度增大，从而产生共振现象。
而隔振系统则会添加隔振垫、弹簧、隔振支座等隔振材料，这些材料具有较低的固有频率，即其自身的共振频率较高。
通过合理设计隔振系统的刚度和阻尼等参数，可以使得系统的共振频率远离外部振动频率，从而减小振动幅度。
在隔振中，常见的隔振材料有弹簧、橡胶隔振垫、隔振支座等。
系统阻尼对隔振效率的影响研究
系统阻尼对隔振效率的影响研究博雨 博播摘要：引用隔振效率计算公式，采用实例计算方法，得出积极隔振中系统阻尼对隔振效率的影响规律。
研究表明，随着系统阻尼的增大隔振效率逐渐下降，但是随着频率比的增大隔振效率都升高。
系统阻尼增大时，设备质量对隔振效率也有一定影响。
1 前言目前，隔振降噪的应用多起来，采用积极隔振或主动隔振,往往能满足减震降噪要求。
但隔振系统阻尼对隔振效率的影响研究还很少，本文讨论积极隔振中阻尼比对隔振效率的影响，以供参。
2 隔振效率计算隔振系数T ，表示传到基础的力与机械设备产生的干扰力比值。
T = F 传/F 干 （1）传到基础的力越小越好，因此隔振系数T <1。
根据隔振理论，隔振系数与振动系统的阻尼比，频率比有关： T= 2222224)1(41λζλλζ+-+ （2） 式中，λ为频率比，λ =ω/ωn ，即干扰力园频率ω与系统固有园频率ωn 之比；ζ为阻尼比。
ζ=c/2m ωn (3)式中，m 为振动质量或被隔振设备质量，kg ；c 为系统阻尼系数，N ·S/m 。
当忽略阻尼时，（2）式可简化为：T= 2)1(1λ- （4） 3 实例计算以制冷压缩机组积极隔振为例，计算隔振系统有关参数的关系。
制冷压缩机组重量为2800kg,计算时转数取550(r/min)-2800(r/min)，既激振力频率在57.6（rad/s ）-298.5（rad/s ）之间，从而得到频率比为3.6-18.8。
另，根据资料[积极隔振系统的最佳阻尼比为ξ= 0.05-0.2，因此将有关参数代入（2）式中，即可计算隔振系数T ，从而得出隔振效率（η=1-T ）。
由计算可知，阻尼比为零（既无阻尼时）隔振效率最高，而且随着阻尼比增加而逐渐降低。
同时，也可以看到，不同频率比下降的规律几乎相同。
另外可知，随着频率比增大隔振效率增高，且不同阻尼比的增幅也几乎相同。
当阻尼很小时，如ξ=0.05以下，隔振效率与无阻尼差别不大，因此采用弹簧元件做隔振时由于金属弹簧的阻尼系数很小，因此对隔振效率影响不大。
隔振、阻尼的重要性
随着我国经济技术的不断发展，以及国家对环境保护要求的日益提高，政府相关部门对于锻压行业的工业项目都需要进行环境影响评价，其中振动和噪声是项目环评的重要内容；并且随着人们环保意识的增强和我国环保法规的完善，一些锻压企业因为没有重视振动问题或为节省隔振方面投入，因振动引起的纠纷案例也在迅速增加，这些因素都不同程度的推动了隔振技术的快速发展。
，
隔振就是将振源与基础或连接结构的近刚性连接改成弹性连接，以隔绝或减弱振动能量的传递，最终达到减振降噪的目的，而阻尼在振动衰减过程中起到至关重要的作用。
大致归纳如下几点：
1、提升锻压设备系统的动力学性能；降低结构动应力，减小锻压设备自身的工作振动，提高制造精度及设备寿命，改善元件动态工作条件，降低噪声，改善工作环境。
2、提高基础与支承的可靠性，显著减少基础承载的动载，改善基础工作条件、延长基础使用寿命；确保对锻压设备的支承稳固、工作中不偏移。
3、改善锻压设备的安装方式，减少锻压设备安装和调平、维护的工作量，减少停机时间，提高锻压设备的生产能力。
4、保护周围精密仪器以及建筑设施，减少基础振动从而减少对外部的影响。
阻尼和阻尼比例对振动的实际效果
XX,a click to unlimited possibilities
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阻尼是指物体在运动过程中受到的阻力，使物体的运动逐渐减小的过程。
阻尼可以减少振动的幅度，从而降低噪音和振动对周围环境的影响。
阻尼可以保护机械设备和结构，避免因过度振动而产生的破坏。
阻尼可以改善机械设备的运行平稳性和精度，提高生产效率和产品质量。
阻尼材料：用于吸收振动能量，减少结构振动和噪声
阻尼结构：设计具有阻尼性能的结构，如阻尼隔振器、阻尼减震器等
阻尼优化：通过调整阻尼比例，优化减震降噪效果
阻尼应用场景：广泛应用于建筑、机械、航空航天等领域
阻尼比例对控制系统的稳定性有重要影响
阻尼比例的调整可以改变系统的响应速度和超调量
在实际工程中，需要根据具体需求选择合适的阻尼比例
阻尼和阻尼比例的实验研究方法：通过实验获取阻尼和阻尼比例对振动的实际效果数据，分析其影响规律。
实验结果的应用：将实验结果应用于实际工程中，如机械振动控制、减震降噪等。
实验结果的推广：将实验结果推广到其他领域，如航空航天、交通运输等，为相关领域提供参考和借鉴。
实验结果的应用前景：探讨实验结果在未来的应用前景，如智能减震、振动能回收等。
阻尼可以有效地减小共振现象的发生，从而避免因共振导致的结构破坏。
阻尼可以改善机械系统的动态性能，提高系统的稳定性。
阻尼可以减少振动的幅度，使振动逐渐减弱。
阻尼作用能够吸收振动能量，并将其转化为其他形式的能量，如热能。
不同类型的阻尼对振动频率的影响不同
阻尼比例与振动频率的关系呈反比
阻尼的大小直接影响振动的衰减速度
航空航天：阻尼比例对飞行器稳定性的影响
7-隔振、测振仪表、阻尼做功解析
例 3.5—2
设 F=10sinπt(N) ， x=2sin(πt-30o)(cm) ，
试求开始6s内与开始1/2s内所做的功。
解 ： 力 F 与 位 移 x 振 动 频 率 ω=π ， 周 期 T=2π/ω=2s，在6s内有三个周期，故由方程,有
其中1/2 s内有1/4个周期数。
上次内容回顾：复频率响应 讲述的内容
第三章 强迫振动 3.3 隔振 3.4 振动测量仪器 3.5 简谐力与阻尼力的功
3． 3
隔振
机器运转时由于各种激励因素的存在，振动通
常是不可避免的。这种振动不但影响附近仪器设备
的正常工作，还会引起机器本身结构和部件的损坏
或降低效率等，由于振动产生的噪声对人体健康也 是有害的，因此有效地隔离振动是现代化工业中的 重要问题。为了减小这种振动，通常在机器底部加 装弹簧、橡胶等隔振材料，相当于在机器底部与地
频率适用范围都受到阻尼的很大影响。图用比较
大的比例尺表示了各个不同ζ值的放大因子
β=│ H(ω)│是如何随频率比λ=ω/ωn而改变 的。大多数加速度计都采用ζ接近于O.70，这样 不仅能扩大仪表的量程，而且可以减免相位的畸 变。
3．5
简谐力与阻尼力的功
有阻尼的系统在振动时，机械能不断耗散
而使振动逐渐衰减，如果不从外界输入能量，
起作同样的振动，利用连接在质量上的指针或通过
电信号指示出所测位移或加速度。
振动系统的之间的相对位移，据此上式可
以改写为 假设简谐激励为 则方程成为 通过类似于前面的分析，得出响应为
令 z=Zei(ωt-φ) ，可以得出 Z/Y 对ω/ωn的曲线与图
相同，只要将纵坐标坐MX/me以Z/Y代替。 (1)位移计
隔振基本原理
二、ω和ρ对隔振效果的影响
二、ω和ρ对隔振效果的影响
三、隔振器的设计
积极隔振
消极隔振
高频振动干扰的隔离（100Hz以上） 中频振动干扰的隔离（ 6Hz以上至100Hz之间） 低频振动干扰的隔离（ 5Hz以下）
三、隔振器的设计
• 测量和分析振 动干扰值
1
2
• 根据容许干扰值 计算出隔振效率
四、高频/低频隔振
高频振动的隔离
四、高频/低频隔振
高频振动的隔离
四、高频/低频隔振
低频振动的隔离
四、高频/低频隔振
低频振动的隔离
1.对隔离大地脉动目前可选用气垫 2.对求特别严格的实验室应当通过选点和采取隔振措
施相结合的办法来克服 3.采用局部零件隔振方法,而“长周期惯性悬挂”是可取
的一种方案
四、高频/低频隔振
低频振动的隔离
ＴＨＡＮＫ ＹＯＵ！
四、高频/低频隔振
高频振动的隔离
高频干扰往往振幅较小而频率高，它常会引起弹性元 件的纵向弹性共振。
在发生纵向弹性共振的情况下,负荷的弹性元件本身则 变成一个有分布参数的线性振动系统。隔振系统除有集中 参数的线性振动系统的一个固有频率ω0外，还有其他共振 频率ωk，这就是弹性元件的纵向弹性固有振动频率。所以 在设计隔振系统时，除考虑到集中参数的线性振动规律外， 还应注意不使主要的干扰频率与隔振系统的纵向固有弹性 振动频率相同，从而保证整个隔振系统在干扰力的作用下 能获得良好的隔振效果。
主要内容
隔振的基本原理 ω和ρ对隔振效果的影响 隔振器的设计 高频、低频隔振
一、隔振基本原理
刚性基座对力 是1比1的传递过去的。它对 力 F不起放大或减小的作用。
一、隔振基本原理
《隔振与阻尼完整》课件
通过设备反馈控制的方式来进一步减少干扰。比如，主动隔振系统、半主动隔振系统等。
无源隔振系统
通过减振材料的使用，实现设备的隔离效果。比如，弹性元件隔振系统、气浮隔振系统等。
平台隔振系统的设计要点
• 评估地震和风力荷载等外部力对建筑物的影响。 • 准确评估建筑物的质量和刚度。 • 选择合适的隔振支座，考虑制造材料的耐久性和可修复性。 • 考虑隔振系统的维护成本，保证整体经济性和实用性。
阻尼的分类和应用领域
1
单自由度阻尼
用于单自由度振动系统，将振动目标的反作用力通过阻尼器转化成负阻尼力。比 如：吸振器、缓冲器等。
2
多自由度阻尼
多自由度振动系统，阻பைடு நூலகம்器对电脑、桥梁、船舶等结构进行阻尼消除它们的振动。 比如：流体阻尼器、塑性形变阻尼器等。
工厂生产设备
隔离生产设备以避免噪音和振动 造成的损坏和生产效率下降。
隔振的应用领域
1
建筑
隔离地震和自然灾害产生的外力。
2
运输设施
隔离扰动以保证乘客的舒适性和旅行环境的安静。
3
科学研究
隔离实验环境的微小振动以保证实验精度。
4
能源设备
隔离能源设备的振动噪音以提高运行效率并延长设备寿命。
隔振系统的原理和构成
什么是阻尼？
振动力学
在力学系统中，通过消耗振动的 机械能来阻止振动并达到减少结 构振动的目的。
车辆和机械设备
建筑结构
在车辆和机器设备上通过减少振 动和震动来延长设备的使用寿命， 并且使乘客和司机得到更加舒适 的行驶感受。
在高层建筑中，通过在结构上引 入合适的减震支撑以减弱来自地 震波的影响和提高建筑安全。
减震材料
生活中的隔振原理及应用
生活中的隔振原理及应用1. 什么是隔振原理隔振原理是指将振动的物体与周围环境分隔开，阻断振动的传递或减小振动的幅度。
其核心原理是阻尼和共振。
2. 隔振原理的应用场景隔振原理在日常生活中有着广泛的应用，下面列举了一些常见的应用场景：•建筑隔振：在地震发生时，通过将建筑物与地面隔离，可以减小地震对建筑物的破坏。
•汽车隔振：通过在汽车底盘安装橡胶垫或减震器，可以减轻汽车行驶时的颠簸感。
•音响隔振：在音响等设备的底部安装隔振垫，可以有效减小声音传递所产生的振动和噪音。
•电子设备隔振：在电脑的硬盘、机箱等部件上添加隔振垫，可以减小设备震动对硬件的影响，延长设备的使用寿命。
3. 阻尼的作用阻尼是隔振原理中的关键概念之一，它通过给振动系统施加阻力，将系统的振动能量转化为热能，从而降低振动的幅度。
阻尼的作用包括以下几个方面：•减小振动幅度：通过增加阻尼，可以减小振动的幅度，从而降低振动对周围环境的影响。
•提高系统稳定性：合适的阻尼可以提高系统的稳定性，防止系统发生共振。
•保护设备：阻尼可以减小振动对设备的影响，延长设备的使用寿命。
4. 共振的危害共振是振动系统中的一种现象，当外界激励频率与系统固有频率接近时，会引发共振效应。
共振的危害包括以下几个方面：•增加振动幅度：当系统处于共振状态时，振动幅度会大大增加，可能造成设备的破坏。
•增加噪音产生：共振效应产生的振动会引起噪音，对周围环境和人的健康产生不利影响。
•减少设备寿命：共振效应产生的振动会对设备造成损害，缩短设备的使用寿命。
5. 隔振材料隔振材料是隔振应用中常用的材料，根据不同的需求和应用场景选择不同的隔振材料可以达到最佳的隔振效果。
常见的隔振材料包括：•橡胶：橡胶是一种优良的隔振材料，具有良好的弹性和阻尼性能，能够有效地吸收和减小振动。
•弹性体：弹性体材料具有良好的弹性恢复性能，在隔振应用中起到卓越的隔振效果。
•隔振垫：隔振垫是一种常见的隔振材料，可以根据需要选择不同厚度和硬度的隔振垫来实现不同的隔振效果。
《隔振与阻尼》课件
新方法的探索
主动控制技术
主动控制技术是一种先进的振动控制方法， 通过向结构施加反向振动来抵消原始振动。 这种方法在隔振和阻尼领域具有巨大的潜力 ，未来有望在精密仪器、航空航天等领域得 到广泛应用。
混合控制技术
混合控制技术是将被动控制技术和主动控制 技术相结合的一种方法。这种方法可以充分 发挥两种控制技术的优点，提高隔振和阻尼 的效果。未来，混合控制技术有望成为隔振 和阻尼领域的一个重要发展方向。
效果评价
隔振效果的评价主要关注 振动传递率，而阻尼效果 的评价则关注能量耗散率 。
04
隔振技术案例分析
案例一：弹簧隔振器
总结词
弹簧隔振器是一种常见的隔振器类型，具有较好的隔振效果和稳定性。
详细描述
弹簧隔振器通常由弹簧和阻尼器组成，通过弹簧的弹性变形来吸收振动能量，并由阻尼器将振 动能量转化为热能释放。这种隔振器适用于各种设备和设施的减振，尤其适用于低频振动和重 负载的情况。
02 阻尼技术的原理
阻尼技术的原理是通过将振动能量转化为其他形 式的能量，如热能、电能等，从而减小或消除振 动。
03 阻尼技术的分类
阻尼技术可以分为被动阻尼、主动阻尼和半主动 阻尼三种类型。
阻尼技术的分类
被动阻尼
被动阻尼是通过使用阻尼材料或结构来吸收和消耗振动能 量的方法。常见的被动阻尼材料包括橡胶、聚合物等。
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06
趋势
新材料的应用
高阻尼材料
随着科技的进步，高阻尼材料在隔振和阻尼领域的应用越来越广泛。这些材料能够吸收 更多的振动能量，提高结构的稳定性。
智能材料
智能材料能够根据环境变化自动调整其性能，如形状记忆合金和压电材料等。这些材料 在隔振和阻尼方面具有巨大的潜力，未来有望在航空、航天、汽车等领域得到广泛应用
7-隔振、测振仪表、阻尼做功
试求开始6s内与开始1/2s内所做的功。
解 ： 力 F 与 位 移 x 振 动 频 率 ω=π ， 周 期 T=2π/ω=2s，在6s内有三个周期，故由方程,有
其中1/2 s内有1/4个周期数。
如图所示。显然，力 是通过弹簧和阻尼器
传给地基的，该力为
根据
X的表达式并代人上式得
则传递力的幅值为
取无量纲的比值
这就是实际传递力的力幅与激励力幅之比，称为传递率。
如图同样可表示传递率等关于频率比λ的特性
曲线，从中可以看出：
(1)不论阻尼大小，只有当频率比λ> 有隔振效果。 (2)λ> 以后，随着频率比增加，传递率逐渐 趋于零。但在λ>5以后，传递率几乎水平，实际上 时，才
把响应幅值Z变换为如下形式
可以看出，当λ→∞时，Z→Y，此时指针所指示 的就是振动物体的位移。实际上只要振动物体的频率 ω比测振仪的固有频率ωn足够高，就可以使测得的Z 值足够准确地接近于振动物体的实际振幅。为此，测 振仪要求振动质量要大，弹簧要软，所以位移计的缺 点就是构造重，体积大，可见位移计是一种低固有频 率的仪器。
振动经过一段时间之后就会停止。在强迫振动
中，激励对振动物体做功，能量不断输入振动
系统，当能量输入与能量耗散相等时，振幅保 持常值，系统进行稳态振动。现在就来说明激 励与阻尼在强迫振动中所做功的计算方法。
(1)简谐激振力在一个周期内所做的功
设有激励F=F0sinωt，沿x轴方向，作用于物体m
上，其运动方程的解为x=xsin(ωt-φ)，则在一个周 期内激励所做的功为
选取λ值在2.5～5之间隔振效果已经足够了。
(3)当λ> 时，传递率随相对阻尼系数ζ的增
大而提高。即在此情况下增大阻尼不利于隔振。
阻尼振动阻尼系数与振幅的关系
阻尼振动阻尼系数与振幅的关系阻尼振动是物体在受到外界作用力时的一种运动形式，它产生的原因是受到摩擦力或阻尼力的阻碍。
在阻尼振动中，阻尼系数是一个重要的参量，它决定了振动的特性和振幅的变化。
一、阻尼振动的概念和特点阻尼振动是由于系统受到阻碍力的作用而导致的振动形式。
在阻尼振动中，物体会随着时间逐渐减小振幅，最终趋于静止。
根据阻尼系数的不同，阻尼振动可以分为三种情况：无阻尼振动、欠阻尼振动和过阻尼振动。
无阻尼振动发生在没有外界阻力作用下的系统，它的振幅保持不变，频率固定。
欠阻尼振动发生在阻尼力对振动系统影响较小的情况下，振幅逐渐减小到零，但需要较长的时间才能趋于静止。
过阻尼振动发生在阻尼力对振动系统影响较大的情况下，振幅迅速减小到零，并且比欠阻尼振动快得多。
阻尼系数是描述阻尼振动强度的参数。
它的大小直接影响振动的减弱速度和最终趋于静止的时间。
二、阻尼系数与振幅的关系阻尼系数与振幅之间存在着一定的关系。
在欠阻尼振动的情况下，阻尼系数的增大会使振动的振幅减小得更快，即振幅衰减更快。
这是因为阻尼力的作用会逐渐消耗振动系统的能量，导致振幅的减小。
然而，在过阻尼振动的情况下，阻尼系数的增大会导致振幅衰减的速度更快。
这是因为过阻尼振动的阻尼力相对较大，振动系统的能量很快被耗散，导致振幅迅速减小。
总的来说，阻尼系数越大，振幅衰减的速度就越快。
这一点可以通过实验进行验证。
实验中可以改变阻尼系数的大小，观察振幅的变化，并记录相关数据。
三、影响阻尼系数的因素阻尼系数的大小与物体的质量和环境条件有关。
首先，物体的质量越大，阻尼系数也会相应增大。
其次，环境条件如介质的性质、温度等也会对阻尼系数产生影响。
比如，在液体介质中，阻尼系数相对较大；而在气体介质中，阻尼系数相对较小。
此外，振动系统的初始条件也会对阻尼系数的影响产生一定的影响。
例如，初始振幅较大的振动系统，其阻尼系数相对较大。
四、应用和意义阻尼振动是一种普遍存在的物理现象，它在工程和科学研究中具有重要的应用价值。
06隔振与阻尼
本 讲 内 容
5.1.2 隔振元件
表__常见隔振材料的性能比较 常见隔振材料的性能比较
性能 最低自振动频 率 横向稳定性 抗腐蚀老化 剪切橡胶 3Hz 好 较好 金属弹 簧 1Hz 差 最好 广泛应 用 较方便 较高 软木 10Hz 好 较差 不够广泛 方便 一般 玻璃纤维 板 7Hz 好 较好 气垫 0.2Hz 好 较好
本 讲 内 容
机械设备运转产生振动，振动一方面直接向外辐射噪声， 机械设备运转产生振动，振动一方面直接向外辐射噪声，另一方 面以弹性波的形式通过相连的结构向外传播，并在传播的过程中向外 面以弹性波的形式通过相连的结构向外传播， 辐射噪声。控制振动的一个重要方法就是隔振。 辐射噪声。控制振动的一个重要方法就是隔振。
本 讲 内 容
5.1.2 隔振元件
本 讲 内 容
5.1.2 隔振元件
2. 隔振垫
由具有一定形状的软材料构成(橡胶垫、软木、毛毡、海绵、玻璃纤维、 由具有一定形状的软材料构成 橡胶垫、软木、毛毡、海绵、玻璃纤维、 橡胶垫 泡沫)。一般无一定形状尺寸，可拼装。 泡沫 。一般无一定形状尺寸，可拼装。
(1)橡胶隔振垫 适用频率：10~15Hz(多层<10Hz)；特点：高 弹性、隔振冲噪性能，吸收能量(高频)，易制造、安装，易 粘接。易受温度、油污、溶剂影响，易老化，寿命5~8年。 (2)毛毡 适用频率30Hz左右。其特点：经济、易装、易裁、 易粘，防油，不易老化；防火、水能力差。变形在25%内， 载荷特性为线性，超过则为非线性。 (3)玻璃棉 适于机器、建筑基础隔振。其特点：耐火防腐 蚀，稳定，但不防水。 (4)泡沫塑料 发泡后可具有压缩性，其特点：软的支撑裁 装方便，但载荷特性非线性，难以满足要求。
本 讲 内 容
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隔振与阻尼的关系
隔振是利用振动元件间阻抗的不匹配，以降低振动传播的措施。
隔振技术常应用在振动源附近，把振动能量限制在振源上，不向外界扩散，以免激发其他构件的振动；也应用在需要保护的物体附近，把需要低振动的物体同振动环境隔开，避免物体受振动的影响。
采取隔振措施主要是设计合适的隔振器。
隔振的原理是把物体和隔振器（主要是弹簧）系统的固有频率设计得比激发频率低得多（至少低3倍）;但对高频振动要注意把隔振器的特性阻抗设计得与连结构件的特性阻抗有很大变化（至少差3倍）。
为此,隔振器如用钢丝弹簧，还要垫上橡皮、毛毡等作的垫子。
在隔振器的设计中，还应该考虑阻尼的作用。
对启动过程中变速的机械，设计隔振器时应加阻尼措施，以免经过共振频率时振动过大。
阻尼是通过粘滞效应或摩擦作用把振动能量转换成热能而耗散的措施。
阻尼能抑制振动物体产生共振和降低振动物体在共振频率区的振幅，具体措施就是提高构件的阻尼或在构件上铺设阻尼材料和阻尼结构。
如近年来研制成的减振合金材料，具有很大的内阻尼和足够大的刚性，可用于制造低噪声的机械产品。
另外，在振动源上安装动力吸振器，对某些振动源也是有效的降低振动措施。
对冲击性振动，吸振措施也能有效地降低冲击激发引起的振动响应。
电子吸振器是另一种类型的吸振设备。
它的吸振原理与上述隔振、阻尼不同，它是利用电子设备产生一个与原来振动振幅相等、相位相反的振动，来抵销原来振动以达到降低振动的目的（见有源降噪）。
隔振和阻尼的关系一般情况下,隔振设备和阻尼设备的功能是差不多的，两者是相辅相成的，所以在选型的时候，一定要挑选合理的平衡点。
阻尼的作用
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单纯从隔振观点来说，阻尼的增加会降低隔振效果，但是在机器的实际工作过程中，外界的激励，除简谐型外还可能包含一些不规则的冲击，由于冲击会引起设备较大振幅的自由振动，增加阻尼的目的就是能使自由振动很快消失，尤其是当隔振对象在起动及停车而经过共振区时，阻尼就显得更加重要。
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