第九章 隔振与阻尼
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。
《阻尼和振动公式》课件
线性阻尼的数学模型通常表示为： y''(t) + 2*zeta*omega*y'(t) +
omega^2*y(t) = 0，其中 y(t) 是振动 位移，zeta 是阻尼比，omega 是无阻
尼自然频率。
该模型描述了阻尼振动的基本特征，即 线性阻尼适用于描述大多数物理系统的
振幅随时间衰减的现象。
阻尼行为。
故障诊断与预测
通过监测机械设备的振动数据，结合振动公式，可以对设备故障进 行诊断和预测，及时发现潜在问题，提高设备维护效率。
在航空航天中的应用
1 2 3
飞行器稳定性分析
航空航天领域的飞行器在飞行过程中会受到各种 气动力的作用，振动公式的应用可以帮助分析飞 行器的稳定性。
结构强度与疲劳寿命评估
航空航天器的结构和零部件在长期使用过程中会 受到疲劳损伤，振动公式的应用可以评估结构的 强度和疲劳寿命。
受迫振动
当物体受到周期性外力作用时， 会产生受迫振动。受迫振动公式 的推导基于牛顿第二定律和周期
性外力模型。
多自由度系统的振动公式推导
多自由度系统
当一个物体有多个自由度时，其运动可以用多个振动公式 的组合来表示。多自由度系统的振动公式推导基于牛顿第 二定律和多自由度系统模型。
耦合振动
当多个自由度之间存在耦合作用时，其振动规律更为复杂 。耦合振动公式的推导需要考虑各自由度之间的相互作用 。
实验步骤与操作
步骤一
准备实验器材，包括振动平台、 阻尼器、测量仪器等。
步骤三
启动振动平台，记录物体在不同 阻尼条件下的振动情况。
步骤二
将待测物体放置在振动平台上， 调整阻尼器以模拟不同阻尼情况 。
【优质】振动控制的基本途径隔振原理隔振元件隔振设计PPT资料
两种材质的阻抗比越大、界面间的距离越大、 固体声的频率越高，隔断的效果越明显。
10.2 隔振原理
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。
2.安装隔振器 固体声的频率越高，隔断的效果越明显。
f远高于f0时，增大设备基础质量，减小系统的振动； 动力吸振器：在振动构件的适当部位加装共振系统，吸收或抑制构件振动能量。 2 振动隔离（增加振动传递损失） 丁基橡胶、丙烯酸酯橡胶、聚硫橡胶、丁腈橡胶、硅橡胶、聚氨酯、聚氯乙烯、环氧树脂（）
10.1.3 结构声的隔离
Chapter 10 隔振与阻尼减振
10.1 振动控制的基本途径 10.2 隔振原理 10.3 隔振元件 10.4 隔振设计 10.5 阻尼减振
在振动的传递路径 上采取措施减少振 动的传递
采取相应的措施使 振源受到抑制
10.1 振动控制的基本途径
10.1.1 振源控制 10.1.2 振动隔离 10.1.3 结构声的隔离
10. 3 隔振元件
橡胶隔振垫
10. 3 隔振元件
空 气 弹 簧
10. 3 隔振元件
柔性接管:材质有橡胶、金属、丝网、帆布和塑料等。
10. 4 隔振设计-金属弹簧隔振器
某风机重量4600N，转速1000r/min，由重量为 1300N的电机拖动（不计电机的激励力）。电 机与风机安装在重量为1000N的台座上，采用 钢螺旋弹簧隔振器4点支撑。要求隔振效率为 90%，试设计钢螺旋弹簧隔振器的相关参数。
2 两种材质的阻抗比越大、界面间的距离越大、 2E f 位 固移体传声递 的率 频T率：越通高过，隔隔振断装的置效传果递越到明机显器。上的振动位移幅p值mya0x与系统基础受到0外来振动影响产生的位移幅值yf0之比。
阻尼和振动专题教育课件
22Hz，那么列车以多大速度行驶时，车厢振动最厉害 [ ]
A．6m/s
B．12m/s
C．24m/s
共振时旳振幅较大但为有限值。
3．铁轨上每根钢轨长12m，若支持车厢旳弹簧固有频率是2Hz，那么列车以多大速度行驶时，车厢振动最厉害 [ ] A．6m/s B．12m/s C．24m/s D．48m/s
单自由度体系有阻尼振动
1．两个弹簧振子，甲旳固有频率是100Hz，乙旳固有频率 是400Hz，若它们均在频率是300Hz旳驱动力作用下做受迫振动， 则[ ]
A．甲旳振幅较大，振动频率是100Hz B．乙旳振幅较大，振动频率是300Hz C．甲旳振幅较大，振动频率是300Hz D．乙旳振幅较大，振动频率是400Hz
2．铁轨上每根钢轨长12m，若支持车厢旳弹簧固有频率是
2Hz，那么列车以多大速度行驶时，车厢振动最厉害 [ CD ]
A．6m/s
B．12m/s
3）土体内摩擦、支座上旳摩擦、结点上旳摩擦和空气阻尼等等。
单自由度体系有阻尼振动
Ck
FS (t) ky(t) FI (t) my(t) FD (t) cy
. FD (t) . FS(t) y
m
m P(t)
平衡方程: my cy ky P(t)
P(t)
P(t)
FI(t)
单自由度体系有阻尼振动
个周期后1旳l侧n 移yAk 1=0.41cmln。0求.5构0造.0旳33阻5尼比ξ和阻尼系数c。
2 yk1 2 0.4
2 2 4.189s1
隔振技术与阻尼减震振PPT课件
A计权的频率响应与人耳对宽频 带的声音的灵敏度相当，成为最
广泛的评价参量
等效连续A声级（等能量A计权声
等效于在相同的时间间隔T内与不稳 量相等的连续稳定噪声的A声级
Leq
10lg
1
t2 -
t1
t2 t1
p
2 A
(t
)
p0 2
dt
Leq
10lg
t
2
1 -
t1
t2 t1
10
0.1L
（3）机动车辆噪声测量 车内噪声、车外噪声、定置噪声
在测试中心周围25m半径范围内不应有大的反 射物，测试跑道应有20m以上平直、干燥的沥 青路面或混凝土路面，路面坡度不超过0.5％
始端线
传声器
终端线
7.5m
0
7.5m
10m
10m
传声器
讨论传振系数T与ξ的关系：
（1）当f/f0＜21/2时，即图中AB和BC段，也就 是系统不起隔振作用甚至发生共振作用的范围，ξ 越大，则T值越小，表明增大阻尼对控制振动有 好处； （2）当f/f0＞21/2时，即图中CD段，也时设计隔 振装置经常考虑的范围， ξ越小，则T值越小，表 明阻尼越小越好，阻尼对隔振效果有不良的影响。
（3）当f/f0＞21/2时，即干扰力频率大于隔振系统的 固有频率的21/2 倍，即CD段的T小于1，隔振 系统才真正起隔振作用。
当考虑体系有阻尼情况时，即在体系中安装阻 尼器，如橡皮垫等，则体系的传振系数为：
T
1 4 2 f f0 2
1 f f0 2 2 4 2 f f0 2
其中：ξ＝δ/δ0，即系统阻尼系数与临界阻尼系数 之比,临界阻尼系数δ0＝4πmf0
接受者
隔振技术与阻尼减振32页PPT
隔振技术与阻尼减振
51、没有哪个社会可以制订一部永远 适用的 宪法， 甚至一 条永远 适用的 法律。 ——杰 斐逊 52、法律源于人的自卫本能。——英 格索尔
53、人们通常会发现，法律就是这样 一种的 网，触 犯法律 的人， 小的可 以穿网 而过， 大的可 以破网 而出， 只有中 等的才 会坠入 网中。 ——申 斯通 54、法律就是法律它是一座雄伟的大 夏，庇 护着我 们大家 ；它的 每一块 砖石都 垒在另 一块砖 石上。 ——高 尔斯华 绥 55、今天的法律未必明天11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
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。
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。
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、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。
《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
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。
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。
隔振与阻尼完整-精选
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
到隔振作用，且 f f 0 值越大，隔振效果越明 显，工程中一般取为2.5~4.5。过大的阻尼比的 Tf值不如阻尼小的Tf降低值大，工程中一般选 用0.02~0.1。
2、Tf 与f/f0及阻尼比ξ关系分析
3、隔振降噪的估算
⑴隔振处理降低的力的振动级差
Lf 20lgFFf020lgT1f
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
隔振是将振源与基础或其他物体的近于刚性连接改为弹 性连接，防止或减弱振动能量的传播。实际上振动不可 能绝对隔绝，所以通常称隔振或减振。
⑴积极隔振 降低振源馈入支撑结构的振动能量 ⑵消极隔振 减少来自支撑结构或外界环境的振动传入。
73.6 20
客
下行
65.4
⑹评价量及评价结果
20
VzL VzLi 206.91dB i1
测量结果评价量低于GB10070-88“ 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
第九章 隔振与阻尼
学习指南
第一节 特性与评价
《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
隔振原理于隔振设计及应用-阻尼减振与阻尼材料以及工程实例
4. 选择合适的隔振器
确定好系统固有频率之后，即可根据隔振系统重量与所需压缩量计算隔振器 的数量和刚度，以此选择合适的隔振器装置。 一般来说，为达到隔振目的，隔振材料或隔振器应符合下列要求： （1）弹性性能优良，刚度低； （2）承载力大，强度高，阻尼适当； （3）耐久性好，性能稳定，不因外界温度、湿度等条件变化而引起性能发生 较大变化。 （4）抗酸、碱、油的侵蚀能力强； （5）取材容易； （6）加工制作和维修、更换方便。
R0 －系统临界阻尼， R0 2 Km ；
， 0 0 －系统振动固有频率（角速度） A、B－与振动系统初始条件有关的常数。
K ； m
2. 固有频率
上式解式中的固有频率 0 是振动系统的一个重要参量，它是指振动刚体离开 平衡位置后自由振动的频率，每个振动系统在每个自由度上都有一个固有振
动频率。振动系统固有频率与振动刚体质量和弹簧刚度有关，单自由度自由 振动的固有频率为：
第七章
第一节
隔振与阻尼减振
隔振原理
一、 振动的基本概念 1. 单自由度振动
自由振动是振动系统在无外 力作用下的振动形式。 单自由度振动模型是最简 单也是电子学用的振动模型，为了研究方便，把振动系统集成简化成 3 个参 量进行研究：振动系统由质量块 m、无质量的理想弹簧 K 和无质量的阻尼 C 组成，位于完全刚性的基础之上，质量块只能在垂直方向上运动，其模型如 图所示。
图5
设备振动模型
隔振器的效果一般用隔振传递比 T 来量化。 当质量块受迫振动时，通过弹簧传递到基础的作用力与迫使质量块振动 的驱动力的比值称为传递比 T。
传递比是表征隔振器隔振效果的物理量，传递比越小，则减振效果越好。 对于单自由度振动，且振动驱动力为简谐力，则得
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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
特殊住宅区
居民、文教区
65
706567混合区、商业中心区工业集中区 交通干线道路两侧
75
75 75
72
72 72
铁路干线两侧
80
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。
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 外墙0.4m。 ②仪器“功能选择”开关置“快”，“频 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 1 2 3 4 5 6 7 货 货 货 货 客 货 机 机 客 货 上/下行 上行 上行 下行 上行 下行 上行 下行 上行 上行 下行 VLz 70.0 74.8 69.7 70.5 67.9 67.6 69.6 67.2 65.0 73.6 序号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 客/货/机车 货 客 机 机 货 客 货 客 机 客 上/下行 上行 下行 下行 上行 下行 上行 下行 下行 下行 下行 VLz 72.5 67.8 74.4 65.6 72.7 65.2 70.6 66.9 64.2 65.4
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 A B C D E F
测点编号 VLz
60.0 58.0 56. 1
61.6 58.6 63. 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。
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
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。
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。
④累计百分振级VLZN
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 VL Z50 ，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 昼间 夜间
计权加速度级
②频率计权加速度级（计权振级或振级）计算：
aw VL 20 lg ( 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
2 aw t 1 T 1 T 0.1VLw 10 lg dt 10 lg 10 dt 2 T 0 a0 T 0
8
9 10
⑹评价量及评价结果
VLz
i 1
20
VLzi 20 69.1dB
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
第二节 隔振
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。
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、
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。
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。
250Hz左右。低于2Hz的振动非常危险。
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
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： k i — 1/3 倍频程频谱中第 i 频段相应的频率
计权因数； a i — 1/3 倍频程频谱中第 i 频段实测的 加速度有效值，m/s2。