隔振与阻尼完整版
武理工噪声控制工程讲义09阻尼与隔振技术
1939 阻尼与隔振技术~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~丝本章提要振动控制和噪声控制相似，也从振源、振动传播途径和振动影响 地点三个环节治理。
本章讨论的隔振技术，不涉及对振动源本身机 械元件振动的抑制，只讨论在振动固体传声过程中隔振和阻尼的措 施。
本章主要介绍阻尼与隔振的基本概念、基本原理、基本方法，常 用隔振或减振器的应用。
简介隔振设计与隔振器选择时，降低振动 系统固有频率的计算和阻尼应用。
9. 1 隔 振物体振动时，除辐射空气声外，还不断将振动传递给基础。
人体感觉的振动频率分为 3 段：低频段为 30Hz 以上；中频段为 30 ~ 100Hz ；高频段为 100Hz 以 上。
人体对振动的感觉不仅与振动频率有关，还与振幅有关，它们的关系如图 9. 1 所示。
最有害的振动频率是与人体某些器官的固有频率吻合的频率，如人 体在 6Hz 左右，内腔在 8Hz 左右，头部在 250Hz 左右，神经中枢在 250Hz 左右。
低于 2Hz 的振动非常危险。
振动控制与噪声控制不同之处是采用阻尼、隔振、 吸振等措施减轻低频振动并阻止其传播，保护人及灵敏仪器设备免受振动影响。
9. 1. 1 隔振的基本概念隔振是通过降低振动强度来减弱固体声传播的技术。
通常把物体沿直线或~~~~~~~~~~~~丝~~~~~~~~~~~~丝194 图9. 1 人对振动的感觉与振动频率、振幅的关系弧线相对于基准平衡位置所做的往复运动称振动。
振动是一种周期性的往复运动，任何机械都会产生振动，机械振动的原因主要是旋转或往复运动部件的不平衡、磁力不平衡和部件的互相碰撞。
振动能量常以两种方式向外传播产生噪声：一部分由振动机器直接向空气辐射，称空气声；一部分振动能量通过承载机器的基础，向地层或建筑物结构传递，如图9. 2 所示。
在固体表面，振动以弯曲波的形式传播，能激发建筑物的地板、墙面、门窗等结构振动，再向空中辐射噪声，这种通过固体传导的声称为固体声。
隔振与阻尼的关系
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1 / 2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。
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
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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
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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
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。
振动的隔离与阻尼减振
振动是造成工程结构损坏及寿命降低的原因，同时，振动将导致机器和仪器仪表的工作效率、工作质量和工作精度的降低。
控制振动的一个重要方法就是隔振。
从振动控制的角度研究隔振，不涉及结构强度的计算，它只是研究如何降低振动本身。
这里所介绍的隔振方法，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，以防止或减弱振动能量的传递，最终达到减振降噪的目的。
隔振的作用有两个方面：一是减少振源振动传至周围环境；二是减少环境振动对物体或设备的影响。
原理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设备或仪表仪器，以减小运动的传递，称为被动隔振。
在一般隔振设计中，常常用振动传递比T 和隔振率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振动之比，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。
隔振效率： η=（1- T ) ·100%传递比T ： ]u D )u -/[(1u D (1T 222222++=）式中D 为阻尼比，0f u f =为激振频率和共振频率的比。
只有传递比小于1才有隔振效果。
因此T<1的区域称为隔振区。
隔振可以分为两类，一类是对作为振动源的机械设备采取隔振措施，防止振动源产生的振动向外传播，称为积极隔振或主动隔振；另一类是对怕受振动干扰的设备采取隔振措施，以减弱或消除外来振动对这一设备带来的不利影响，称为消极隔振或被动隔振。
对于薄板类结构振动及其辐射噪声，如管道、机械外壳、车船体和飞机外壳等，在其结构表面涂贴阻尼材料也能达到明显的减振降噪效果，我们称这种振动控制方式为阻尼减振。
隔振，就是在振动源与地基、地基与需要防振的机器设备之间，安装具有一定弹性的装置，使得振动源与地基之间或设备与地基之间的近刚性连接成为弹性连接，以隔离或减少振动能量的传递，达到减振降噪的目的。
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。
10隔振技术与阻尼减
3.阻尼材料 阻尼材料 常见阻尼材料除了沥青、软橡胶外， 常见阻尼材料除了沥青、软橡胶外，还 有应用比较广泛的阻尼浆。 有应用比较广泛的阻尼浆。 阻尼浆由基料、填料及溶剂组成。 阻尼浆由基料、填料及溶剂组成。 起阻尼作用的主要材料称为基料。 起阻尼作用的主要材料称为基料。
帮助增加阻尼，减少基料用量， 帮助增加阻尼，减少基料用量，降低成本的称为填 如软石棉纤维等。 料，如软石棉纤维等。
三、隔振原理
1.原理: 1.原理:在设备与基础之间安装由弹簧或弹性衬 原理 垫材料组成的弹性支座, 垫材料组成的弹性支座,变原来的刚性连接为弹 性连接。 性连接。 设备 减震器 地面 由于支座受力可以发生弹性变形,起到缓冲作用， 由于支座受力可以发生弹性变形,起到缓冲作用， 便减弱了对基础的冲击力。 便减弱了对基础的冲击力。由于支座材料本身 的阻力，使振动能消耗， 的阻力，使振动能消耗，从而使噪声的辐射量 降低。 降低。
4.评价振动对人体的影响是比较复杂， 4.评价振动对人体的影响是比较复杂，国际 评价振动对人体的影响是比较复杂 标准化组织（ISO）提出了一些标准： 标准化组织（ISO）提出了一些标）： ISO5349标准（局部振动标准）： 标准 规定了8-1000Hz不同暴露时间的振动加速度 规定了8 1000Hz不同暴露时间的振动加速度 和振动速度的允许值。 和振动速度的允许值。 用来评价手传振动暴露对人损伤危害。 用来评价手传振动暴露对人损伤危害。 ISO2631标准（整体振动标准）： ISO2631标准（整体振动标准）： 标准 规定了人在振动作业环境（频率范围1 80Hz） 规定了人在振动作业环境（频率范围1-80Hz） 中的暴露基准（ 中的暴露基准（含垂直振动标准曲线和水平振动标 准曲线）。 准曲线）。
b.橡胶隔震器 橡胶隔震器 橡胶隔震器由硬度适合橡胶材料制成的， 橡胶隔震器由硬度适合橡胶材料制成的， 适用频率范围4 适用频率范围4-15Hz 它在共振频率附近有较好的减振效果。 它在共振频率附近有较好的减振效果。
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
隔振与阻尼培训讲学
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。
转方向上均具有很好隔振性能。橡胶内部阻力比金属大得 多，高频振动隔离性能好，隔声效果也很好，阻力比为 0.05~0.23。
由于橡胶成型容易，与金属也可牢固粘接，因此可以设计制造 各种形状的隔振器，而且重量轻，体积小，价格低，安装方便， 更换容易。其主要缺点是耐高温、耐低温性能差，普通橡胶隔 振器使用的温度为0~70°，易老化，不耐油污，承载能力较低。
缺点是对于一些阻尼系数较小的隔振器，容易发生共振， 则很可能损坏机械设备，使用时应精心设计，并在弹簧两 端加橡胶垫板或在钢丝上粘附橡胶以提高阻尼。其次，金 属弹簧的水平刚度较竖直刚度小，容易产生晃动，因而常 须附加一些阻尼材料。
本 5.1.2 隔振元件
讲 内 容
本 5.1.2 隔振元件
讲
内 (2)橡胶隔振器 适合于中小设备和仪器的隔振，适用频率 容 范围4~15Hz。橡胶隔振器不仅在轴向，而且在横向及回
T越小通过隔振器传递过去的力越小，隔振效果越显著，隔振性能越好。 如果设备与基础是刚性连接，则T=1，即干扰了全部传递给基础，没有 隔振作用；如果在设备与基础之间安装隔装置，使T=0.2，即传递过去 的力只是干扰力的20%。因此，传递系数的理论计算是隔振理论的关键 所在。
4. 隔振系统中的三个要素
隔振系统中控制振动及其传递的三个基本因素是：弹簧隔 振器的刚度、被隔离物体的质量、系统支撑及隔振器的阻 力。
隔振技术和阻尼减振(27页)
⑵当考虑体象本與^情况时，即在体系中安装 阻 尼器，如橡皮垫等，则体系的传振系数为:
N 1 + 4^2(///0)2 1 1-(///0广 2+4^(///0)2'
其中: = 5/60＞即系统阻尼系数与临界阻尼系 数之 比，临界阻尼系数5 0 = 4…屬
讨论传振系数丁与€的关系:
(1) 当时，即图中人8和8(: 段，也就是 系统不起隔 振作用甚至发生共振作用的范围，己越 大，则丁值越 小，表明增大阻尼对控制振动有斿 处；
(2) 当时，即图中00段，也时设计隔 振装置经常考虑 的范围，&越小，则!1值越小， 表明阻尼越小越好， 阻尼刈1隔振效果有不良的影 响。
振动强弱对人影响情况(总概括):
(1) 振动的“感觉阈” (2) 振动的“不舒适阈” (3) 振动的“疲劳阈” (4) 振动的“危险阈”和“极限阈”
1805349标准（局部振动标准）: 规定了 8-1000Hz不同暴露时间的振动加速度 和振动 速度的允许值，用来评价手传振动暴露对人 损伤危 害。
五、阻尼减振
金属薄板受激发振动而产生噪声\金属薄 板 本身的阻尼很小, 因此声辐射效率很高。降 低 这种振动和噪声, 普遍采用在金属薄板构件 上 喷涂或粘贴一层高内阻尼材料, 如沥青、软 橡 胶、高分子材料。当金属薄板振动时, 由乎' 阻 尼作用, 、部分振动能量变为热能, 从而使 得 振动和噪声降低。
主要内容
一、 振动对环境的影响和评价 二、 振动控制的基本方法 三、 隔振原理 四、 隔振设计与计算 五、 阻尼减振
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。
武理工噪声控制工程讲义09阻尼与隔振技术
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本章讨论的隔振技术，不涉及对振动源本身机械元件振动的抑制，只讨论在振动固体传声过程中隔振和阻尼的措施。
本章主要介绍阻尼与隔振的基本概念、基本原理、基本方法，常用隔振或减振器的应用。
简介隔振设计与隔振器选择时，降低振动系统固有频率的计算和阻尼应用。
!#$"隔""振物体振动时，除辐射空气声外，还不断将振动传递给基础。
人体感觉的振动频率分为%段：低频段为%&’(以上；中频段为%&)$&&’(；高频段为$&&’(以上。
人体对振动的感觉不仅与振动频率有关，还与振幅有关，它们的关系如图!#$所示。
最有害的振动频率是与人体某些器官的固有频率吻合的频率，如人体在*’(左右，内腔在+’(左右，头部在,-&’(左右，神经中枢在,-&’(左右。
低于,’(的振动非常危险。
振动控制与噪声控制不同之处是采用阻尼、隔振、吸振等措施减轻低频振动并阻止其传播，保护人及灵敏仪器设备免受振动影响。
!"#"#$隔振的基本概念隔振是通过降低振动强度来减弱固体声传播的技术。
通常把物体沿直线或图!"#$人对振动的感觉与振动频率、振幅的关系弧线相对于基准平衡位置所做的往复运动称振动。
振动是一种周期性的往复运动，任何机械都会产生振动，机械振动的原因主要是旋转或往复运动部件的不平衡、磁力不平衡和部件的互相碰撞。
振动能量常以两种方式向外传播产生噪声：一部分由振动机器直接向空气辐射，称空气声；一部分振动能量通过承载机器的基础，向地层或建筑物结构传递，如图!"%所示。
在固体表面，振动以弯曲波的形式传播，能激发建筑物的地板、墙面、门窗等结构振动，再向空中辐射噪声，这种通过固体传导的声称为固体声。
隔振技术与阻尼减
8.2 振动控制的基本方法
振动源
传递介质
接受者
1）减少振动源的扰动（减少非平衡力、改进工艺） 2）防止振动（改变外扰频率或系统振动频率） 3）采用隔振技术（控制振动传递，如防振沟、隔振器等）
1．减少扰动，降低激振力。
动而弯曲时，板和阻尼层都允许有压缩和延伸
的变形，自由阻尼层复合材料的损耗因数与阻
尼材料的损耗因数、阻尼材料和基板的弹性模
量比、厚度比等有关，当阻尼材料的弹性模量
比较小时，自由阻尼复合层的损耗因数可表示
为：
2
142
E2 E1
d2 d1
（2）约束阻尼层结构
约束阻尼层结构是在基板和阻尼材料上再复加 一层弹性模量较高的起约束作用的金属板，当 板受振动而弯曲变形时，阻尼层受到上、下两 个板面的约束而不能有伸缩变形，各层之间因 发生剪切作用而消耗振动能量，当复合结构剪 切参数近似等于1，d2和d3≤d1时（d3为约束板 厚度），约束阻尼层复合结构的损耗因数可表 示为：
橡胶隔振器
优点：具有一定的阻尼，在共振频率附近有较好 的减振效果，并适用于垂直、水平、旋转方向的 隔振，劲度具有较宽的范围可供选择。具有持久 的高弹性和优良的隔冲、隔振性能。
缺点：受环境温度梯度影响大，容易老化，寿命 一般为3-5年，需要定期检查和更换。
类型：压缩型、剪切型和复合型。
常见隔振器或材料的特性
（3）溶剂
其作用是溶解基料，常见的溶剂有汽油、 醋酸乙酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯等。
阻尼减振措施
为了得到满意的减振降噪效果，正确使
用阻尼材料是非常重要的，在振动板件
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率计权”开关置“垂直” ③连续测量二十趟列车（包括客、货、机
车、上、下行）通过时的最垂向Z振级。
⑸ 测量结果
表9-2 测量结果表
序号 客/货/机车 上/下行 VLz 序号 客/货/机车 上/下行 VLz
1
货
上行
70.0 11
货
上行
72.5
2
货
常用的百分振级为VLZ10、VLZ50、VLZ90，分别 表示有10%时间的Z振级超过VLZ10，有50%时 间的Z振级超过VLZ50，有90%时间的Z振级超 过VLZ90。
2、环境振动的标准
表9-1 城市区域环境振动标准值（dB）
适用地带范围 特殊住宅区 居民、文教区 混合区、商业中心区 工业集中区 交通干线道路两侧 铁路干线两侧
⑶振动的加速度 从劳保和环保的角度出发，一般采用加速度，因
为振动对人的影响实际上是振动能量转换的结果。 ①计权加速度计算：
式中：ki—1/3倍频程频谱中第i频段相应的频率 计权因数；ai—1/3倍频程频谱中第i频段实测的 加速度有效值，m/s2。
计权加速度级
②频率计权加速度级（计权振级或振级）计算：
方位设置测点六个，测点位置及编号详见下图。 ⑷地面状况：混凝土地面，坚实，平坦。
⑸测量方法
①振动传感器轴线垂向地面，距居民楼外 墙壁0.5m以内。
②仪器连接：感动传感器环境振动分析仪 主机微型打印机。
③仪器“功能选择”开关置“快”、“频 率计权”开关置“垂直”。
④采样间隔2秒，采样时间20分钟。
水泥地板、砖石结构、金属板材等是隔绝空气 声的良好材料，但对固体声却有很少衰减。
隔振的措施
3、隔振的措施
上行
74.8 12
客
下行
67.8
3
货
下行
69.7 13
机
下行
74.4
4
货
上行
70.5 14
机
上行
65.6
5
客
下行
67.9 15
货
下行
72.7
6
货
上行
67.6 16
客
上行
65.2
7
机
下行
69.6 17
货
下行
70.6
8
机
上行
67.2 18
客
下行
66.9
9
客
上行
65.0 19
机
下行
64.2
10 货
下行
73.6 20
商业、少量交通与居民混合区。
环境振动标准说明项
⑸“商业中心区”是指商业集中的繁华地区。 ⑹“工业集中区”是指在一个城市或区域内规划
明确确定的工业区。 ⑺“交通干线道路两侧”是指车流量每小时100
辆以上的道路两侧。 ⑻“铁路干线两侧”是指距每日车流量不少于20
列的铁道外轨30m外两侧的住宅区。
测量结果与评价
⑹测量结果各测点的VLZ10值如下： 表9-3 测量结果表
测点编号 A B C D E F
VLz
60.0 58.0 56. 61.6 58.6 63.
1
8
⑺结果评价：九莲小区六个测点的垂直Z振级
均低于GB10070-88“居民文教区”昼间
70dB、夜间67dB的标准值。
第二节 隔振
人对振动的感觉与参数的关系
9.1.2 振动的评价量与标准
9.1.2 振动的评价量与标准 1、振动的评价量 ⑴振动的位移 在研究机械结构的强度、变形和旋转机件不平衡
时较为实用，可觉察的位移只发生在低频。 ⑵振动的速度 振动的速度和噪声的大小直接有关，而且能提供
表征机器运行工况的振动烈度指示值。
振动的加速度
9.2.1 隔振的基本概念
1、隔振概念 通过降低振动强度来减弱固体声传播的技术。 2、振动传播形式 ⑴空气声 振动能量由振源直接向空气辐射的部分。
振动传播形式
⑵固体声
通过承载振源的基础，向地层或建筑物结构传 递。在固体表面，振动以弯曲波的形式传播， 激发建筑物的地板、墙面、门窗等结构振动， 再向空中辐射噪声。
环境振动测量
3、环境振动测量实例
实例一 铁路振动监测 ⑴测点位置：杭州凯旋路景芳村居民住宅，距沪
杭铁路线外轨30m。 ⑵测量日期：1990年11月5日。 ⑶地面状况：混凝土地面，坚实、平坦，测点至
铁路间有1.6m宽的水泥路面连接。
测量方法
⑷测量方法 ①振动传感器轴线垂直地面，距居民住宅
第九章 隔振与阻尼
学习指南
➢本章主要介绍阻尼与隔振的基本概念、 基本原理、基本方法，常用隔振或减 振器的应用。简介隔振设计与隔振器 选择时，降低振动系统固有频率的计 算和阻尼应用。
第一节 振动的危害与评价
9.1.1 振动的危害与特性 1、振动的危害 ⑴直接危害和影响作业人员 ⑵干扰和影响居民生活、休息和学习。 ⑶造成建筑物及仪器设备的损害
昼间 65 70 75 75 75 80
夜间 65 67 72 72 72 80
环境振动标准说明项
⑴适用于连续发生的稳态振级、冲击振动和无理振 动。对于每日发生几次的冲击振动，其最大值昼间 不允许超过的标准值10dB，夜间不超过3dB。
⑵“特殊住宅区”是指特别需要安宁的住宅区。 ⑶“居民、文教区”是指纯居民区文教、机关区。 ⑷“混合区”是指一般商业与居民混合区；工业、
2、振动的特性
2、振动的特性 人体感觉的振动频率分为3段：低频段为30Hz
以上；中频段为30～100Hz；高频段为100Hz 以上。人体对振动的感觉还与振幅有关。 最有害的振动频率是与人体某些器官的固有频 率 吻 合 的 频 率 ， 如 人 体 在 6Hz 左 右 ， 内 腔 在 8Hz 左 右 ， 头 部 在 250Hz 左 右 ， 神 经 中 枢 在 250Hz左右。低于2Hz的振动非常危险。
VL 20 lg aw (dB) a0
式中： aw—频率计权加速度有效值，m/s2； a0—是参考加速度，m/s2，a0=10-6m/s2。
等效连续振级与累计振级
③等效连续振级计算：
VLweq
10
lg
1 T
T 0
aw t 2
a02
dt
10 lg
1 T
T
100.1VLw
dt
0
④累计百分振级VLZN
客
下行
65.4
⑹评价量及评价结果
20
VLz VLzi 20 69.1dB i 1
测 量 结 果 评 价 量 低 于 GB1007088“铁路干线侧”80dB标准值。
环境振动测量
实例二 居民住宅区环境振动监测 ⑴测量范围：杭州市西湖区九莲小区 ⑵测量时间：1990年11月2日 ⑶测点设备：在九莲小区东，西、南、北，中各