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(41λ

ζλλζ+-+ （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。

工程上，计算弹簧隔振器效率时，可忽略阻尼的影响采用（4）式计算隔振效率。

根据公式（3），如果被隔振设备质量减少一半，既质量为1400 kg，在其它条件都相同的情况下，计算隔振效率，其中激振频率取ω=89 rad/s，计算结果如图3所示。由计算可知，随着阻尼系数增大，不同设备质量的隔振效率都降低，但质量小的下降更快一些。但当系统阻尼很小时，两者差别不大。一般在采用弹簧减震器时，由于金属弹簧的阻尼很小，故可不予考虑。

4 结论

1）系统阻尼影响隔振效率，阻尼越大影响越大，但是当阻尼很小时对隔振效率的影响与无阻尼时相差不大。随着阻尼比增加，不同频率比的隔振效率都以相同幅度下降。

2）随着频率比增加，不同系统阻尼的隔振效率都以几乎相同幅度增高。

3）主动隔振中当采用金属弹簧做弹性元件时，由于金属弹簧的阻尼系数很小，计算隔振效率可以忽略阻尼，而对计算结果影响不大。

4）当采用金属弹簧减震器时，隔振质量对隔振效率的影响很小，可不予考虑。