1、隔振理论的要素及隔振设计方法
隔振基本原理
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.对要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
系统的横向稳定性。
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 的还隔线有振性其系振他统动共时系振，统频除。率考隔虑ωk，振到这系集就统中是除参弹有数性集的元中线件参性的数振纵的动向线规弹性律性振外固动，有系还振统应动的注频一意率个不。固使所有主以频要在率的设干ω0计扰外， 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。
当 阻 尼 不 可 忽 略 时
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
隔振基本原理及应用
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பைடு நூலகம்用。
一、隔振基本原理
隔振原理及机械设备的隔振方法课件
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14
阻尼的作用
在振动力 F的0 作用下，物体振动的垂向振幅
可由式（x 0 1－5）计算：
x0k[1(f/f0)2F ]2 042(f/f0)2
（1－5）
阻尼的作用在振动传递率曲线上看得很清楚，
在共振区内，阻尼可以抑制传递率的幅值，使物
体的振幅也不至于过大在非共振区，当 ＞
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3
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。
（1－4）
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11
振Байду номын сангаас传递率与隔振效率
从式(1—3)及(1—4)可以看出，振动传递率 T a 与频率比( f / )f及0 阻尼比（ ）有关，三者关系可画 成如图1—2所示的曲线
由图1—2可知：
• 当 f / f＝0 1时，传递率为极大，此时整个隔振系统 处于危险的共振状态；
• 当 f / f＝0 时2 ，传递率 T＝a 1，此时隔振系统无隔 振效果，但传递力也不放大；
• 当 f / f0＞ 2，传递率 T ＜a l，有一定的隔振效果，振 动传递率可按式(1—4)计算或从图1—2查出。
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12
图1－2 振动传递率曲线
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13
振动传递率与隔振效率
因此，要使隔振系统有效果，必须使 是f /说f0 ＞要获2得。满一意般的的隔处振理效方果法，是应取该为使2.5隔～振4.支5，承也系就 统的固有频率为振动力频率的 。
结构隔振减震设计与制振技术
6.1概述
（3）混合控制（Hybrid Control）
被动控制器
外荷载
被动控制力 结构
（风、地震等） 主动控制力
反应
主动控制器
检测元件
混合控制是将主图动1控-3 制混与合控 被制 动的控工制作同原时理施加在同一结构 上的结构振动控制形式。
从其元素所起作用的相对大小来看，有两种组合方式：
HMS（液压－质量振动控制系统）与AMD相组合等。
结构隔振减震设计与制振技术
6.1概述
结构消能减震建筑的特点： 1. 消能减震装置可同时减少结构的水平和竖向的地震作
用，适用范围较广，结构类型和高度均不受限制； 2. 消能减震装置应使结构具有足够的附加阻尼，以满足
罕遇地震下预期的结构位移要求； 3. 由于消能减震结构不改变结构的基本型式，除消能部
结构控制技术按控制措施实施的方式不同，一般分为 被动控制（Passive Control）、主动控制（Active Control）、半主动控制（Semi—Active Control）和 混合控制（Hybrid Control）四类。
结构隔振减震设计与制振技术
6.1概述
（1）被动控制（Passive Control）
6.1概述
③ 结构附加装置控制：在结构的适当位置安放耗能减振 装置，以达到耗能减振的目的。 主要有： 各种耗能支撑、预应力摩擦墙、 金属阻尼器、摩擦阻尼器、 调频质量阻尼器（TMD）、 调频液体阻尼器（TLD）、 粘滞流体阻尼器和粘弹性阻尼器等等。
结构隔振减震设计与制振技术
6.1概述
（2）主动控制（Active Control） 指有外加能源的控制，其工作原理为：
（风外、荷地载震等）结 构 控制力
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。
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。
隔振原理ppt课件
F
振动隔振的基本方法
假设振动物体的质量为 m，弹簧的刚度为k，组 成一个m-k系统。
单自由度体系
隔振原理
m-k系统
m-k系统 自由振动
2 d 建立运动方程： m x +kx=0 dt 2
（1-1）
（1-2）
取方程的解的 形式为：
x(t)=Ge
st
取将式（1-2）代入式（1-1）中整理得：
s t 2 G e ( m s + k ) = 0 （1-3） 系统位移响应不为零，则方程（1-3）为： 2 （1-4） m s +k=0
2 2 G -2 G G 2 1 cost 2
2 2 F 0 G 2 G + G = 0 1 2 1 m
（4-5） （4-6） （4-7）
2 2 G 2 G G 0 2 1 2 =
引入式子：
=
F 1 2 0 G . 1= 2 代入式(4-6)得： 2 2 k 1 + 2
隔振原理
spring mass system
质量弹簧系统
隔振就是在振源与基础之间 安装的具有一定弹性的材料 或结构，使振源与基础之间 的近刚性连接转变为弹性连 接，以此来减弱振动沿固体 介质的传播，隔离或减少振 动能量的传递，达到减振降 噪的目的。
振动隔振的基本方法
F
积极隔振 消极隔振 （主动隔振） （被动隔振）
（4-2） 通解： 由于阻尼的存在，反应一般与荷载不同相 ( t ) = G s i n+c tG s t （4-3） 因此，设特解为： x 2 1 2o 将式(4-3)代入式(4-1)中，得：
F 0 + G s i n t + G c o s t = s i n t 1 2 m
振动控制的基本途径隔振原理隔振元件隔振设计
10.2.1 主动隔振：设备-基础
力传递率Tf：通过隔振装置传递到 基础上力Ff的幅值Ff0与作用在质量 m上激励力的幅值F0之比。
10.2.2 被动隔振：基础-设备
位移传递率T：通过隔振装置传递 到机器上的振动位移幅值y0与系统 基础受到外来振动影响产生的位移 幅值yf0之比。
阻 尼 因 子 一 般 取
阻尼层结构：将高阻尼材料与振动构件结合成一个整体，增大振动能量的损耗；
f远高于f0时，增大设备基础质量，减小系统的振动； 2 振动隔离（增加振动传递损失）
隔
1 主动隔振：设备-基础
减小激励力：系统本身的不平衡力 在振动的传递路径上采取措施减少振动的传递
振
固体声的频率越高，隔断的效果越明显。
断开传递构件嵌入一段轻质材料（或保留空隙），会形 f远高于f0时，增大设备基础质量，减小系统的振动；
(1)确 定 d和 D， d1.6 kW 0C1.61.3*1725*50.85cm
r
40000
CD4~10， k=(4C+2)/(4C-3),r=4104N/cm2 d
(2)确 定 有 效 工 作 圈 数 ： n08G K C d38 8 1 1 0 7 6 2 50 .5 83 54 弹 簧 全 部 圈 数 n41.55.5圈
器
柔性接管:材质有橡胶、金属、丝网、帆布和塑料等。
固体声的频率越高，隔断的效果越明显。
力传递率Tf：通过隔振装置传递到基础上力Ff的幅值Ff0与作用在质量m上激励力的幅值F0之比。
10. 3 隔振元件
不锈钢丝绳隔振器
10. 3 隔振元件
橡 胶 隔 振 器
10. 3 隔振元件
橡胶隔振垫
10. 3 隔振元件
隔振的原理及方法
隔振的原理及方法下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
文档下载后可定制随意修改，请根据实际需要进行相应的调整和使用，谢谢!并且，本店铺为大家提供各种各样类型的实用资料，如教育随笔、日记赏析、句子摘抄、古诗大全、经典美文、话题作文、工作总结、词语解析、文案摘录、其他资料等等，如想了解不同资料格式和写法，敬请关注!Download tips: This document is carefully compiled by theeditor. I hope that after you download them,they can help yousolve practical problems. The document can be customized andmodified after downloading,please adjust and use it according toactual needs, thank you!In addition, our shop provides you with various types ofpractical materials,such as educational essays, diaryappreciation,sentence excerpts,ancient poems,classic articles,topic composition,work summary,word parsing,copy excerpts,other materials and so on,want to know different data formats andwriting methods,please pay attention!标题：隔振原理与方法详解一、引言隔振是工程技术中一种重要的减震技术，主要用于减少设备运行时产生的振动对周围环境或设备自身的影响。
隔振原理与隔振设计及应用
隔振原理与隔振设计及应用隔振是指通过一定的方式，将振动源与被振动的物体隔离，从而减少或抑制振动传递的一种应用。
隔振原理是指根据振动传播的特点，通过设计隔振装置或隔振结构，使振动能量在传递过程中受到阻抗或减弱，从而达到减震、隔音或减振的目的。
隔振设计可分为几个方面。
首先是隔振模型的选择和建立。
通过对待隔振物体的振动特性和传递路径进行分析和试验，确定合适的隔振模型，便于后续设计和计算。
其次是隔振装置或结构的设计。
根据隔振需求和工作环境，选择合适的隔振材料、隔振系统设计方式和隔振支撑结构，以减小振动幅值和传递效率。
最后是隔振装置的优化和实施。
通过对设计方案的模拟和分析，对隔振性能进行验证和改进。
隔振设计的应用非常广泛。
在工程领域中，隔振主要应用于振动源和大型机械设备之间的隔振，比如建筑物与地震、船舶与海浪、高速列车与轨道等。
隔振可以减小振动对设备的损坏和噪声对环境的影响。
在航天领域，隔振可以保护卫星等载荷免受发射震动和运载火箭振动的影响。
在电子设备领域，隔振可以减小设备内部部件之间的振动对电子元件和线路的影响，提高设备的稳定性和性能。
在交通领域，隔振可以提高列车、汽车等交通工具的乘坐舒适性和平稳性。
隔振设计的应用还有很多细节和技术。
比如在建筑物的地基设计中，可以通过在地基中设置隔振器，减小地震对建筑物的影响。
在电子设备的设计中，可以通过合理的隔振支撑结构和隔振材料，将设备与外界的振动隔离。
在车辆的设计中，可以通过调整车辆的悬挂系统和减震器，提高乘坐舒适性和行驶稳定性。
在机械设备的设计中，可以通过优化传动系统和降低机械零部件的共振频率，减小振动幅值和噪声。
总之，隔振原理和隔振设计是一种应用广泛的技术。
通过合理的隔振装置或结构的设计和实施，可以有效地减小振动对设备和环境的影响，提高设备的可靠性和稳定性。
隔振的应用领域广泛，包括建筑物、航天、电子设备、交通工具等。
隔振设计还涉及到很多细节和技术，需要结合具体的工程和需求进行分析和优化。
减振与隔振及方法
这两种情况下定义机器传递到地基的动荷载的最大值 FNmax 与 F0 的比值 K 表示隔振的效果，
称为隔振系数或力传递率。因此
K
=
FNmax
=
F0
cω
kB 1 +
2
2
( kB ) + ( cBω )
k
=
F0
F0
因
F0
= B0
k
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
1 所示。
图 1 a)主动隔振和 b)被动隔振
图中 m 为机器或设备及底座的质量，k 和 c 为隔振器的刚性系数和粘滞阻尼系数。
如图 1 所示，主动隔振的振源是机器本身的干扰力 = 0 。如果机器直接安装在地基
cω
cω
n ω
=
= 2 ⋅ = 2ζλ
2
k
mωn
ωn ωn
则隔振系数 K 可写为
K=
1 + 4ζ 2 λ 2
(1 − λ )
当 ζ = 0 ，隔振系数 K 与频率比 λ 的关系为
2 2
+ 4ζ 2 λ 2
2
K=
1
1− λ2
对应于不同的阻尼比 ζ ，可得出一系列的 K 随 λ 变化的曲线如图 2 所示。
一Hale Waihona Puke 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
隔振结构的参数设计流程
隔振结构的参数设计流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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隔振设计手册 pdf
隔振设计手册 pdf隔振设计手册 PDF简介1. 背景介绍- 隔振设计手册 PDF是一份旨在提供隔振设计方案的手册，以帮助工程师和设计师解决隔振相关问题。
- 本手册收集了大量实际案例和经验总结，并提供了详细的理论知识和设计指南。
2. 隔振设计理论- 隔振的基本原理：通过减振、消能、分离等手段阻断振动或降低振动传递。
- 隔振的分类：包括主动隔振、被动隔振、有源隔振等多种形式。
- 隔振设计指标：包括振动传递率、自然频率、衰减比等重要参数。
3. 隔振设计步骤- 步骤一：确定振动源和隔振对象。
- 步骤二：分析振动源产生的频率和振幅特性。
- 步骤三：选择合适的隔振材料和隔振形式。
- 步骤四：计算和优化隔振系统的设计参数。
- 步骤五：进行隔振系统的实际测试和验证。
- 详尽的理论知识：手册提供了大量隔振设计的理论知识，可以帮助读者全面理解隔振原理和设计方法。
- 实例分析和案例分享：手册中包含许多实际案例和工程经验，读者可以通过这些案例了解到不同领域的隔振设计实施过程和问题解决方法。
- 设计指南和工具：手册提供了设计指南、计算方法和工程工具，可以帮助读者进行具体的隔振设计计算和方案选择。
5. 结论隔振设计手册 PDF是一本宝贵的资源，具备丰富的理论知识和实践经验，对于从事隔振设计的工程师和设计师来说，是一个必备的参考工具。
通过学习和应用手册中的内容，可以提高隔振设计的效率和质量，提升工程项目的可靠性和稳定性。
6. 使用隔振设计手册的建议- 注意理论与实践结合：手册中的理论知识是基础，但在实际设计中要考虑到具体情况，结合实践进行调整和优化。
- 多注意案例分析：手册中的案例分享是宝贵的经验之谈，可以帮助读者避免一些常见的设计错误。
- 善用设计指南和工具：手册提供了一些设计指南和工具，可以帮助读者快速进行设计计算和方案选择。
- 不断学习和更新：隔振技术不断发展，读者要保持学习的态度，关注最新的技术进展和研究成果。
- 推广：通过行业展会、技术论坛和网络平台等渠道宣传推广，使更多的工程师和设计师了解和使用该手册。
声学基础隔振原理
声学基础隔振原理声学基础隔振原理是指通过减少振动源与受体之间的能量传递，来降低振动和噪声的传播。
隔振的主要目的是防止振动能量通过结构或介质传播到周围环境中，从而减少噪声和振动对人们生活和工作的干扰。
隔振原理基于以下几个方面：1. 弹性支撑：使用弹性材料，如橡胶、弹簧等，将振动源与基础结构隔开。
弹性支撑可以吸收和衰减振动能量，减少振动的传递。
2. 质量惯性：增加振动系统的质量可以降低其振动频率，使其与外部激励频率错开，从而减少共振的发生。
质量惯性大的物体对振动的响应较小。
3. 阻尼损耗：在振动系统中引入阻尼材料或机制，如阻尼器、减振垫等，可以将振动能量转化为热能等其他形式的能量消耗掉，进一步减少振动的幅度和持续时间。
4. 隔振器设计：隔振器是专门设计用于隔离振动的装置，它可以根据具体的振动特性和要求进行定制。
隔振器通常由弹性元件和阻尼元件组成，以实现最佳的隔振效果。
5. 结构隔声：通过合理的结构设计，如隔声墙、隔声罩等，减少声音的传播。
隔声结构可以阻挡声音的直接传播，降低噪声的辐射。
6. 声学材料应用：使用吸声材料和隔音材料，如吸音棉、隔音板等，吸收和散射声音能量，减少声音的反射和传播。
综上所述，声学基础隔振原理的核心是通过弹性支撑、质量惯性、阻尼损耗等手段，减少振动能量的传递和噪声的辐射。
这些原理在机械设备、建筑声学、交通运输等领域都有广泛的应用，对于提高生活质量、保护环境和保障人们的健康具有重要意义。
在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的隔振方法和材料，并进行合理的设计和安装，以达到良好的隔振效果。
同时，还需要考虑成本、空间限制和使用要求等因素，以实现经济、有效的隔振解决方案。
隔振原理及一次隔振器动力参数设计
弹簧的最小、工作和极限变形量分别为：弹簧的最小、工作和极限变形量分别为：
与之所对应的力分别为：与之所对应的力分别为：
注：1、符号意义： ——激振力幅值，N； ——支承运动位移幅值，m； ——激振力或支承运动的圆频率，rad/s； ——简谐激励稳态响应幅值，m； ——隔振弹簧在数值为 的静力作用下的变形量， ，m； ——支承简谐运动，隔振物体与基础相对振动（ ）R的振幅，m； ——系统的固有频率， ，rad/s； ——频率比， ； ——阻尼比， ；
（2） 当 时，从绝对传递系数 公式中还可看出，阻尼会降低隔振效果，所以，在隔振器设计中并不人为的加入阻尼
（3） 当 时，随着频率比的增加，隔振效果将更好；但当 时，随着频率比Z的增加，隔振效果的改善已不显著；当 ，随着频率比的增长，隔振效果的改善已变得微小。所以，设计中频率比Z常在2～10的范围内选取，最常用的频率比选取范围为3～5
'
隔振原理及一次隔振器动力参数设计
项目
主动（积极）隔振
被动（消极）隔振
隔振目的
机械设备本身为振源，为减少振动对周围环境的影响，即减少传给基础的动载荷，将机械设备与基础隔离开来
振源来自于基础运动，为了使外界振动尽可能少地传到机械设备中来，将机械设备与基础隔离开来
力学模型
…
运动微分方程：
稳态解：
稳态解振幅B与相位角 的计算公式如下：
设计条件
:
在已知机械设备总体质量 和激振圆频率 的条件下，可根据要求的隔振系数 进行隔振器的动力参数设计。如果还知道激振力幅值，可根据基础所能承受的动载荷进行隔振器的动力参数设计
在已知机械设备或装置的总体质量 和支承运动圆频率 的条件下，可根据隔振系数 进行隔振器的动力参数设计。如果还知道支承运动位移幅值，可根据机械设备允许的运动位移幅值进行隔振器的动力参数设计
结构振动理论3-隔振原理
所以有： ( )2 1 1
n
Td
又因为 (n )2 g / s
则
s
g
2
(1 1 Td
)
由已知条件：
360* 2 12 rad / s Td 0.2
60
可得
s
9.8
(12 )2
(1
1) 0.2
0.0414 m
4.14cm
单自由度系统的定常强迫振动
Base Isolation Technique
(t )dt
1dt 1 ＝1
由此可得
lim
0
(t
)
(t
)
单位脉冲响应:零初始条件下,系统对单位冲量产生的瞬态响应。
单自由度系统非定常响应
函数具有如下的重要性质和功能：
（1）筛选性
积分中值定理
(t ) f (t)dt lim 1/ f (t)dt lim 1/ f ( ) f ( )
传到基础上的力幅与机器上作用的简谐力幅之比称为力传递率：
FT F0
1 (2 )2
X
(1 2)2 (2 )2 Y T
可见力隔振与运动隔 振的原理是统一的。
单自由度系统的定常强迫振动
三.反馈控制隔振
1/s k2 m
F (k1x& k2&x&) m&x& k(x xg ) F
k1
4
0
0.1
时间内作用的效果，可以把它
t t
f(t)
看成是 一系列冲量微元之和 。
t 时刻冲量微元 f ( )d
作用下系统的响应为 h(t ) f ( )d t
0
t
d
隔振的原理和悬置的设计
隔振的原理和悬置的设计
隔振的原理是通过阻止机械振动、冲击波或其他外部干扰源传递到机器或设备上，从而减少或消除振动、噪声和其他不利影响。
隔振可通过以下几种方式实现：
1. 弹性材料：通常使用橡胶、弹簧或其他弹性材料将机器或设备支撑起来，以降低振动和噪声。
2. 悬挂系统：使用悬挂系统使机器或设备悬浮在空间中，以减少振动和噪声传递。
3. 动力控制：使用主动隔振系统、惯性弹性器等动力控制系统来实现振动和噪声的补偿和控制。
悬置的设计是一种隔振方法，通常适用于需要隔离高频振动或冲击波的设备或机器。
悬挂系统通常由多个支持点组成，并且可以使用弹性材料、气垫、磁悬浮等技术来实现。
悬挂系统需要考虑到多个因素，包括负载，环境条件和隔振性能。
适当的设计可以有效地减少机器或设备的振动，提高其性能，并延长其寿命。
隔振理论及方法在工业设备设计中的应用石玉海
隔振理论及方法在工业设备设计中的应用石玉海发布时间：2021-09-29T06:31:13.504Z 来源：《中国科技人才》2021年第19期作者：石玉海[导读] 复杂的环境振动影响着高精度组装设备，测量设备的动态性能，成为设备性能的主要影响因素。
西安炬光科技有限公司陕西西安 710016摘要：复杂的环境振动影响着高精度组装设备，测量设备的动态性能，成为设备性能的主要影响因素。
对复杂的振动模型简单化，通过理论推导分析影响设备隔振性能的关键因素，并对应采取合理的措施减小或隔离振动。
论述在工业隔振设备机台中主流的被动隔振器和主动隔振系统原理，主要的提供商及应用效果，为不同使用条件下隔振方案的选择提供参考。
提出设备台面、支撑架及台面结构连接件的隔振设计的部分准则和有限元分析方法，指导结构件的设计，提高设备隔振性能。
关键词：振动及分类；单自由度、双级隔振；被动、主动隔振；有限元分析0 引言振动是机械或结构系统在平衡位置附近的往复运动。
高精度设备运行依赖于可靠的定位稳定性，工作区域及附近范围振动，均会给如半导体工程设备、电子显微镜、精密测量器、航空航天设备、光学及光学相关超精密设备性能带来影响，造成其中关键零部件的相对运动，从而产生不能接受的位置偏移，这些偏移会使设备无法采集到数据，或采集数据不准确。
而对振动机理进行模型分析，区别影响振动的主要因素，采用不同隔振方法对来自地基振动和设备负载的扰动进行有效隔离或衰减十分必要，本文将从振动源分类，隔振技术的基本原理和主要隔振方法三个方面，说明设备机台隔振方案的选择及应用。
1 振动分类在各种振动中，常见振动来源主要有三个方面：地基振动，声音干扰和直接作用在隔振对象上的干扰。
地基振动是我们能够直观感知的振动，其它多为难以感知的微细振动。
地基振动是指引起设备安装地基不稳定的所有因素，如步行、车辆行驶、气流对建筑物扰动和建筑设备如空调泵机等对基础的扰动；声音干扰是指由于各种频次的环境噪音，通过空气施加给设备的影响；而直接施加干扰，主要是指与隔振对象在同一平台上对隔振对象直接施力，还有地基振动通过支撑载体传递到平台的外力影响。
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1、隔振理论的要素及隔振设计方法
隔振理论的要素及隔振设计方法采用隔振技术控制振动的传递是消除振动危害的重要途径。
隔振分类
1、主动隔振
对于本身是振源的设备，为了减少它对周围的影响，使用隔振器将它与基础隔离开来，减少设备传到基础的力称为主动隔振，也称为积极隔振。
2、被动隔振
对于允许振幅很小，需要保护的设备，为了减少周围振动对它的影响，使用隔振器将它与基础隔离开来，减少基础传到设备的振动称为被动隔振，也称消极隔振。
隔振理论的基本要素
1、质量m（Kg）指作用在弹性元件上的力，也称需要隔离构件（设备装置）负
载的重量。
2、弹性元件的静刚度K（N/mm）
在静态下作用在弹性元件上的力的增量T与相应位移的增量δ之比称为刚度 K=T（N）/δ（m）。
如果有多个弹性元件，隔振器安装在
隔振装置下，其弹性元件的总刚度计算方法如下：
如有静刚度分别为K1、K2、K3…Kn个弹性元件并联安装在装置下其总刚度K=K1+K2+K3+…+Kn。
如有静刚度分别为K1、K2、K3…Kn个弹性元件串联安装在装置下
其总刚度1/K=（1/K1）+ （1/K2） + （1/K3） +（…） + （1/Kn）。
3、弹性元件的动刚度Kd。
对于橡胶隔振器，它的动刚度值与隔振器橡胶硬度的
高低，使用橡胶的品种有关，一般的计算办法是该隔振器的静刚度乘以动态系数d，动态系数d按下列选取：
当橡胶为天然胶，硬度值Hs=40-60，d=1.2-1.6
当橡胶为丁腈胶，硬度值Hs=55-70，d=1.5-2.5
当橡胶为氯丁胶，硬度值Hs=30-70，d=1.4-2.8
d的数值随频率、振幅、硬度及承载方式而异，很难获得正确数值，通常只考虑橡胶硬度Hs=40°-70°。
按上述范围选取，Hs小时取下限，否则相反。
4、激振圆频率ω（rad/s）
当被隔离的设备（装置）在激振力的作用下作简谐运动所产生的频率，激振力可视为发动机或电动机的常用轴速n
其激振圆频率的计算公式为ω=（n/60）×2π
n—发动机（电动机）转速n转/分
5、固有圆频率ωn（rad/s）
质量m的物体作简谐运动的圆频率ωn称固有圆频率，其与弹性元件（隔振器）刚度K的关系可由下式计算：ωn（rad/s）=√K（N/mm）÷m（Kg）
6、振幅A（cm）
当物体在激振力的作用下作简谐振动，其振动的峰值称为振幅，振幅的大小按下列公式计算：A=V÷ω
V—振动速度cm/s
ω—激振圆频率，ω=2πn÷60（rad/s）
7、隔振系数η（绝对传递系数）
ζ=C/Ce，在橡胶隔离器中按胶料品种及硬度确定：
胶料为天然胶时，阻尼比为0.025-0.075
胶料为丁腈胶时，阻尼比为0.075-0.15
胶料为氯丁胶时，阻尼比为0.075-0.30
胶料为丁基橡胶时，阻尼比为0.12-0.50
阻尼比随着硬度H的增加而增加，H=40时，取下限，H=70时，取上限。
在有阻尼的隔振设计中，设ωd为有阻尼时的固有频率，ωn为无阻尼时的固有频率，a为材料的衰减系数，ωd=√ωn²-a²
ζ（阻尼比）=C/Ce=a/ωn a=ζωn
ωd=√ωn²-（ζωn ）²=ωn×√1-ζ²
当ζ=0.05时，ωd=0.99875ωn
当ζ=0.2时，ωd=0.98ωn
ωd≈ωn
因阻尼比在隔振设计中影响很小，所以在隔振设计中，一般对阻尼比不进行考虑。
隔振系统的特性
1、隔振效率（η）（绝对传递率）在主动隔振系统中为传到基础上的力F T与
激振力F O之比，在被动减振中为设备的振幅与基础振幅之比。
2、相对传递率在被动隔振系统中，相对传递率为被隔振设备相对基础的位移，
δo=A-U，与基础位移幅值U之比，即ηR=δo/U，δo影响隔振效果，是隔振要求的最小间隙。
3、运动响应β，在主动隔振系统中，设备的位移振幅，A与静变位Ast之比，
为运动响应，即β=A/Ast，由于Ast=F O/K ，所以β=AK/F O，为保证设备在隔振过程中具有足够的活动空间，隔振器具有的间隙应大于设备的位移振幅A，运动响应也称动力放大系数。
隔振设计的步骤
1、通过计算，测量对比或调查统计等方法确定被隔离设备的原始数据，包括设
备及安装台座的尺寸，重量，重心和中间主惯轴的位置，以及振源的大小，方向频率或频谱。
2、根据隔振的具体要求，主动隔振时允许传到基础上的力，被动隔振时设备允
许的振幅确定隔振系统中的隔振效率η和运动响应β，按公式Z≥1÷√η，计算频率比Z，按频率比Z=ω÷ωn计算系统的固有频率ωn，如果在设备上作用着多个振源，在计算频率比Z时，应取激振频率ω的最小值，对于多自由度系统，应取系统的最高固有频率，以保证各个激振频率和固有频率都能满足Z=2.5-5的要求。
3、根据公式K=1/Z²×m×ω²计算隔振器的总刚度，其中Z-频率比，m-隔振物
体的质量（Kg），ω-激振频率（rad/s），如果有n个隔振器并联安装，每个隔振器的刚度为K1=K/n。
对多自由度的隔振系统可先估计隔振器的刚度，再验算固有频率。
4、计算主动隔振时传递到基础的力，或被动隔振时设备的振幅，核算是否符合
隔振要求，如果不满足要求，可适当增加设备底座的重量，进一步降低设备的重心位置，或改变减震器的参数。
隔振就是在振源和减振体之间安装隔振装置，以隔绝或减弱振动能量的传递。
隔振分为主动隔振和被动隔振。
设备本身是振源，为了降低它对周围其它设备的影响而采取隔振措施的，称主动隔振；对于需要防振的设备，为了降低周围振源对它的影响而采取的隔振措施，叫被动隔振。
对于单自由度的隔振系统，主动隔振和被动隔振的力学模型见图1、图2。
隔振系统的隔振效果以隔振系数来表示。
主动隔振的隔振系数是通过隔振器传到支承上、的力幅与激振力之比；被动隔振的隔振系数则是振动体的振幅与支承的振幅之比。
其表达式均为：
式中：η为隔振系统的隔振系数；ξ为隔振器阻尼比，为实际阻尼C与临界阻尼Cc之比；λ为隔振系统频率比，为激振频率f与隔振器固有频率fn之比。
隔振器的隔振效率ε以下式表示：ε=（1-η）×100%。