8.阻尼与隔振

9.隔振技术与阻尼减振

课程教学基本要求：

了解振动的传播及危害，振动控制的基本方法，理解隔振原理，隔振的力传递率，隔振元件，具备隔振设计及应用的能力。

课程内容：

振动的传播及危害，振动控制的基本方法，隔振原理，隔振的力传递率，隔振元件，隔振设计及应用，阻尼减振原理，阻尼材料，阻尼减振结构。振动的危害及其控制的基本方法。环境振动，机械振动，隔振的力传递率，隔振效率。固体声隔绝，隔振技术，阻尼减振。

9.1振动概述

一、振动的来源

振动是自然界中普遍存在的现象，其来源可分为自然振源和人工振源两大类：自然振源如地震、海浪和风等；人工振源如运转的各种动力设备、运行的交通工具、电声系统中的扬声器、人工爆破等。

凡是运转的机器设备,如锻压冲压机械、电机、风机、空压机、内然机等等,由于机械部件之间力的传递,总是产生一定的振动。这些振动的能量一部分由振动的机器直接向空中辐射,称之为空气声,另一部分能量则通过承载机器的基础向地层或建筑物结构传递,这种通过固体传导的声叫做固体声。

振源的振动除了向周围空间辐射在空气中传播的声音(称“空气声”)外，还通过与其相连的固体结构传播声波，简称“固体声”。固体声在传播的过程中又会通过固体表面的振动向周围空气辐射噪声，特别是当引起物体共振时，会辐射很强的噪声。固体声的隔绝与空气声隔绝在技术上是完全不同的。

二、振动的影响及危害

振动不仅能激发噪声,而且还能通过固体直接作用于人体,振动也是危害身体健康,降低工作效率,影响居民生活的环境物理因素。同时,振动会影响精密仪器正常工作,强烈的振动有损于机器结构和建筑物结构。

振动特别是l一100Hz的低频振动，直接对人有影响，长期暴露于强振动环境中，人的机体将受到损害，振动产生的噪声会干扰人的生活、学习和工作；振动也会影响设备特别是精密仪器的正常工作，有时甚至破坏设备和建筑结构。

在振动环境中劳动和工作的人不但身心健康受到损害，而且由于振动使他们的视觉受到干扰，手的动作受妨碍和精力难以集中，造成操作速度下降、生产效率降低，并且可能出现质量事故。生产性振动引起的疾病已成为常见的职业病。

振动能沿介质传播到居民的住宅内，使居民感受到振动。一般来说，传播到居民室内的振动速度不是很大，但由于居民需要较好的睡眠、休息、学习环境，因而环境振动干扰居民的正常生活，心理上受到压抑、精神不安等，久而久之会使居民的身体健康受到影响。

三、振动控制的基本方法

振动控制与噪声控制一样,也是从振源、振动传递途径和振动所影响的地点三个环节进行治理。降低振动设备振源馈入支撑结构的振动能量称为积极隔振,减少来自支撑结构或外界环境的振动传入某一机器设备称为消极隔振,两者采用的控制方法是相同的。

在环境保护中遇到的振动源主要有：工厂振源(往复旋转机械、传动轴、电磁振动等)，交通振源(汽车、机车、路轨、路面、飞机、气流等)，建筑工地(打桩、搅拌、风镐、压路机等)等；传递介质主要有：地基地坪、建筑物、空气，水、道路、构件设备等；接受者除人群外，还包括建筑物及仪器设备等。7．1．3 振动控制的基本方法·

根据振动的性质及其传播的途径，振动控制的基本方法可归纳为三大类别。

1.振源控制

①采用先进工艺。在不影响产品加工质量情况下，减少冲击性工艺，在可能条件下，如用焊接代替铆接、用压延代替冲压、用滚轧代替锤击，以液压代替冲压，以液动代替气动。

②减小振动源的扰动。振动的主要来源是振动源本身的不平衡力和力矩引起的对设备的激励。减少或消除振动源本身的不平衡力(即激励力)和力矩，改进振动设备的设计和提高制造加工装配精度，减小振源扰动，这是控制振动的最有效方法。

例如，鼓风机、电动机、高压水泵、蒸汽轮机、燃气轮机等旋转机械，大多属高速旋转类，每分钟在千转以上，其微小的质量偏心或安装间隙的不均匀常带来严重的危害。为此，应尽可能调好其静、动平衡，提高其制造质量，严格控制其对称要求和安装间隙，以减少其离心偏心惯性力的产生。性能差的风机往往是动平衡不佳，不仅振动厉害，还伴有强烈的噪声。

对于工业用输气、液、粉管道，由于管道内流动介质压力、速度、温度和密度等的变化，产生对管道的激振力，引起管道的振动。为减小振动，在管道设计时，应注意适当配臵各管道元件，以改善介质流动特性，避免气流共振和减小脉冲压力。

③防上共振。振动机械的激励力的振动频率，若与设备的固有频率一致，就会引起共振，使设备振动得更厉害。起了放大作用，其放大倍数可有几倍到几十倍。共振带来的破坏和灾害是十分严重的。木工机械中的锯、刨加工，不仅有强烈的振动，而且常伴随壳体等共振，它将抖动得使人难以承受，操作者的手会麻木不仁。火车行驶、飞机起落或低空飞行等，往往使较近的居民楼房等产生共振响应，在某种频率下，会发生楼面晃动，碗盆等跳动作响，玻璃窗强烈抖动等。历史上曾发生过几次严重的共振事故，如美国Tacoma峡谷悬索吊桥，长853m，宽12m左右，1940年因风灾(也只有风速不到每秒20m的8级大风)袭击，发生了当时难以理解的振动，引起共振，历时1h，使笨重的钢桥翻腾扭曲，最后在可怕的断裂声中整个吊桥彻底毁坏。

因此，防止和减少共振响应是振动控制的一个重要方面。控制共振的主要方法有：通过改变受振对象的结构和总体尺寸，采用局部加强法(如壳体加筋和增加支承点等)或增加其质量，改变受振对象固有频率；或者改变机器的转速或改换机型等以改变振动源的扰动频率，从而避开共振，减小振动。将振动源安装在非刚性的基础上以降低共振响应；对于一些薄壳机体或仪器仪表柜等结构，用粘贴弹性高阻尼结构材料增加其阻尼，以增加能量逸散，降低其振幅。

2.振动传递过程的控制振动在传递过程中，由于能量的扩散和传递介质对振动能量的吸收，一般随距离的增加逐渐衰减。因此，加大振源与保护对象之间的距离也是振动控制的有效措施之一，具体结合建筑选址、厂区总平面布臵、车间内工艺布臵等方面加以考虑。另外，在振源与保护对象间设臵必要的伸缩缝(或沉降缝)、抗震缝、隔振沟，也不失为一种振动传递过程控制的有效方法。