第五章-振动的隔离与阻尼减振
阻尼减震原理
阻尼减震原理
阻尼减震原理是指通过增加阻尼来减少振动或震动的力量。
在工程学和物理学中，阻尼减震原理被广泛应用于各种机械系统和结构中，以减少振动对系统的影响，保护设备和结构的安全稳定运行。
下面将详细介绍阻尼减震原理的相关知识。
阻尼减震原理的基本概念是通过增加阻尼来吸收振动能量，从而减少振动的幅
度和频率。
在实际应用中，常见的阻尼减震装置包括减震器、阻尼器和缓冲器等。
这些装置通过消耗振动能量或改变振动系统的固有频率来实现减震效果。
在机械系统中，阻尼减震原理的应用可以有效降低机械设备的振动和噪音，延
长设备的使用寿命，提高设备的工作效率。
例如，汽车的减震器就是利用阻尼减震原理来减少车辆行驶时的颠簸和震动，提高乘坐舒适性和行驶稳定性。
在建筑工程中，阻尼减震原理也被广泛应用于高层建筑和桥梁结构中。
通过设
置阻尼器和减震器等装置，可以有效减少地震、风载等外部作用下结构的振动，提高建筑物的抗震性能和安全性能。
此外，阻尼减震原理还被应用于航天器、船舶、风力发电机等领域。
在航天器
和船舶中，阻尼减震装置可以减少机体受到的外部振动和冲击，提高设备的稳定性和安全性；在风力发电机中，阻尼减震原理可以减少风车叶片的振动，提高发电效率和延长设备寿命。
总之，阻尼减震原理作为一种重要的减震技术，在工程学和物理学领域具有广
泛的应用前景。
通过合理应用阻尼减震原理，可以有效减少振动对系统的影响，保护设备和结构的安全稳定运行，提高工作效率和使用寿命。
希望本文介绍的阻尼减震原理相关知识对您有所帮助。
8-隔振与阻尼技术
隔振技术
传振系数
通过隔振装置传 递到基础上的力
传递力 T 激振力
作用于振动系统 的激振力
隔振元件
隔振器
弹性支撑元件，是专门设计制造的具有单个形状的， 使用时可作为机械零件来装配安装的器件。 金属弹簧减振器、橡胶减振器
隔振垫
具有一定弹性的软材料 软木、毛毡、橡胶垫、海棉、玻璃纤维
管道弹性接管 设备进出口，防止振动从管道传递的必要措施
隔振技术
振源
传播途径 接收器
振动能量常以两种形式传播而产生噪声 空气声 由振动的机器直接向空气辐射 固体声 通过承载机器的基础，向地层或建筑物结构传递
隔振技术
隔振（固体声及空气声） 是将振源(即声源)与基础或其他物体的 近于刚性联接改成弹性联接，以防止或 减弱 积极隔振(也称主动隔振)
将隔振器设在振源与基础之问，阻断从振源传 到基础的振动。 消极隔振(也称被动隔振) 在操作工人与振器之间，操作工人与振动的地 板之间，精密机器或仪表与它们的基础之间设 置隔振器，阻断从振器械、楼板(基础)传到人 的振动，精密机器或仪表上的振动。
环境噪声控制技术
概述 吸声与室内声场 隔声技术
消声技术
隔振与阻尼减震技术
隔振与阻尼减震技术
声音是由声源振动而产生，故物体的振 动也会产生噪声。 当振动的频率在20Hz一2kHz的声频范围 内时，振动源同时也是噪声源。 振动的干扰对人体、建筑物、设备带来 直接的危害。
隔振与阻尼减震技术
振动对人的影响 全身振动： 人直接位于振动物体上时所收的振动。 局部振动 手持振动物体时引起的人体局部振动。 人感觉到的振动按频率分 低频（＜30赫兹） 中频（30～100赫兹） 高频（＞100赫兹）
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
阻尼振动实验：阻尼和振动频率的关系
感谢观看
THANKS
研究振动系统结构、参数对振动特性的影响
02 探索新的实验手段和方法
尝试新的实验方案和观测手段以获得更准确 的数据
03 研究振动系统的性能优化
通过实验和分析寻找振动系统的最佳工作状 态
未来展望
振动系统特性研究
结构分析 参数优化 振幅控制
实验手段探索
新仪器引入 观测技术改进 数据处理方法更新
性能优化方向
实验装置
弹簧
模拟弹性振动特性
振子
用于产生振动
阻尼器
模拟阻尼效果
振动台
支撑实验装置
总结
阻尼振动实验是探究阻尼和振动频率之间关系的 重要实验，通过实验可以更好地理解阻尼现象对 振动系统的影响，为工程中应用阻尼振动提供参 考。
● 02
第2章 实验步骤
实验准备
在进行阻尼振动实验 之前，首先要检查实 验设备是否完好，包 括振动台、振子等设 备，并做好实验记录 表的准备，确保实验 顺利进行。
实验目的
探究阻尼对 振动频率的
影响
了解阻尼对振动 的影响
分析阻尼系 统的特性
探讨阻尼系统的 特点
研究不同阻 尼条件下的 振动频率
比较不同阻尼条 件下的振动频率
加深对振动 现象的理解
提高对振动现象 的认识
实验原理
01 自由振动
系统在无外力作用下的振动
02 强迫振动
外力强制系统振动
03 阻尼比
阻尼对振动特性的影响
不同阻尼比会导致振动频率的变化
03 计算结果对比
实验值与理论值的对比分析
总结与展望
通过实验结果分析，我们深入了解了阻尼对振动 频率的影响规律，同时也发现了实验中可能存在 的误差来源。未来可以进一步优化实验方案，提 高实验数据的准确性。
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
阻尼减震和隔振的原理区别
阻尼减震和隔振的原理区别阻尼减震和隔振是两种常见的减震控制方法，它们在原理和应用场景上有一定的区别。
阻尼减震是一种通过增加系统的阻尼来减小振动幅度的方法。
在实际系统中，振动往往是由于系统存在不稳定的共振频率或共振模态引起的，而阻尼可以通过吸收系统的振动能量来减小振幅，并且降低系统共振的危害性。
阻尼减震的原理可以通过振动系统的阻尼比以及阻尼对系统动力学特性的影响来解释。
阻尼比是描述阻尼效应强弱的比值，即阻尼力和系统的临界阻尼力之比。
当阻尼比小于1时，系统处于过阻尼状态，振动幅度较小且趋于稳定；当阻尼比等于1时，系统处于临界阻尼状态，振动幅度最小但需要的时间最长；而当阻尼比大于1时，系统处于欠阻尼状态，振动幅度大且持续时间较短。
因此，合理选择适当的阻尼比可以有效控制系统的振动幅度。
在阻尼减震中，常用的减震器有阻尼器、液体阻尼器、摩擦减震器等。
阻尼器中通常用高频阻尼器来吸收系统高频范围内的振动能量，而低频阻尼器则用来分散和吸收系统低频范围内的振动能量。
液体阻尼器通过液体的粘滞阻力和离心力来消耗振动所带来的能量，在大多数情况下能够提供较好的阻尼效果。
摩擦减震器则是通过材料之间的摩擦力来吸收振动能量，其实现简单且成本较低。
隔振是一种通过隔离系统与外界环境的接触来减小振动幅度的方法。
在实际工程中，许多设备受到地震、机械冲击或交通振动等外部振动的干扰，而隔振技术可以将这些外部振动隔离，从而保护设备的正常工作。
隔振的原理可以通过系统的共振频率以及隔振材料的固有频率来解释。
在隔振中，系统具有的共振频率是关键。
当外部振动频率接近系统的共振频率时，系统振幅会大幅度增大，从而产生共振现象。
而隔振系统则会添加隔振垫、弹簧、隔振支座等隔振材料，这些材料具有较低的固有频率，即其自身的共振频率较高。
通过合理设计隔振系统的刚度和阻尼等参数，可以使得系统的共振频率远离外部振动频率，从而减小振动幅度。
在隔振中，常见的隔振材料有弹簧、橡胶隔振垫、隔振支座等。
建筑结构的隔震、减振和振动控制
建筑结构的隔震、减振和振动控制一、本文概述随着社会的快速发展和科技的进步，建筑结构的隔震、减振和振动控制成为了土木工程领域的重要研究方向。
地震、风振、机械振动等外部因素都可能对建筑结构产生破坏，严重时甚至威胁到人们的生命安全。
因此，如何有效地隔绝、减少和控制这些振动带来的影响，成为了建筑设计和施工中不可忽视的问题。
本文旨在全面介绍建筑结构的隔震、减振和振动控制的基本原理、技术方法和实际应用。
我们将首先概述隔震、减振和振动控制的基本概念和重要性，然后详细分析各类振动控制技术的原理、特点和应用范围。
在此基础上，我们将深入探讨建筑结构隔震、减振和振动控制的设计方法、施工技术和评价标准。
通过具体案例分析，展示这些技术在实际工程中的应用效果和经济效益。
通过阅读本文，读者可以深入了解建筑结构隔震、减振和振动控制的基本理论和实践方法，为未来的建筑设计和施工提供有益的参考和借鉴。
我们也期望通过本文的探讨，能够推动建筑结构振动控制技术的进一步发展，为社会的繁荣和进步贡献力量。
二、隔震技术建筑物与基础之间设置隔震层，以隔离地震波对建筑物的直接作用，从而减小建筑物的地震响应。
隔震技术的基本原理是利用隔震层的柔性和阻尼特性，延长建筑物的自振周期，避开地震能量集中的频段，同时消耗地震能量，达到减小地震对建筑物破坏的目的。
隔震层通常由橡胶隔震支座、阻尼器、滑移隔震支座等构成。
其中，橡胶隔震支座以其良好的弹性和耐久性，在隔震技术中得到了广泛应用。
阻尼器则通过吸收和消耗地震能量，进一步减小建筑物的振动幅度。
滑移隔震支座则利用滑移面的摩擦力来消耗地震能量，实现建筑物的隔震。
隔震技术的应用范围广泛，包括住宅、学校、医院等各类建筑。
在实际工程中，需要根据建筑的结构特点、地震烈度、场地条件等因素，选择合适的隔震技术和隔震层设计方案。
同时，隔震技术的实施需要严格遵守相关规范和标准，确保隔震层的质量和性能。
隔震技术的优点在于其能够有效地减小建筑物的地震响应，保护建筑物免受地震破坏。
减振与隔振及方法
减振与隔振及方法减振和隔振是两个相对的概念，它们都是为了减少或者消除振动对系统或者设备的不利影响而采取的措施和方法。
下面我将具体介绍减振和隔振以及它们的方法。
减振是指减少或者降低振动的幅度和频率，使其接近或者达到系统或者设备的要求标准。
减振的目的是降低振动带来的噪声、能量损耗、疲劳和破坏等不良影响。
减振的方法主要有以下几个方面：1.调整结构设计：通过改变系统或者设备的结构设计来减振，例如增加刚度、增大质量、改变支撑方式等。
这样可以提高系统或者设备的自然频率，从而减小振幅和能量传递。
2.使用减振器：减振器是一种专门设计的装置，用于降低系统或设备的振动。
常见的减振器有弹簧、阻尼器、减震器、液体阻尼器等。
减振器可以消耗能量、降低系统的振幅和频率，从而达到减振的效果。
3.增加阻尼：通过增加阻尼来减少振动的幅度和振动的能量，阻尼的增加可以通过材料的选择、阻尼装置的使用等实现。
4.控制激励源：通过控制振动激励源来减振，例如降低激励源的频率或者幅度、改变激励源的位置等。
隔振是指通过隔离振动源和被振动系统之间的能量传递路径，减少或消除振动对系统或设备的干扰。
隔振的目的是防止振动的传递，保护人员和设备的安全，减少结构震动对周围环境的影响。
隔振的方法主要有以下几个方面：1.使用隔振材料：隔振材料是能够吸收、阻止和反射振动能量的材料。
常见的隔振材料有橡胶、泡沫塑料、聚氨酯等。
使用隔振材料可以减少振动的传递和传播。
2.使用隔振设备：隔振设备是一种专门设计的装置，用于隔离振动源和被振动系统之间的能量传递路径。
常见的隔振设备有减振床、隔振支座、隔振板等。
使用隔振设备可以有效地减少振动的传递和干扰。
3.控制振动传递路径：通过改变振动传递路径来减少振动的传递和干扰，例如增加隔离层、改变支撑方式、增加缓冲层等。
4.隔离空气动力振动：对于空气动力振动，可以通过增加隔离层、使用吸振装置、改变结构设计等方法来进行隔离。
总之，减振和隔振都是为了减少振动对系统或设备的不利影响而采取的措施和方法。
《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
振动隔离
振动隔离4.1.1隔振概述振动隔离是采用附加子系统将振源与需减振的对象隔开，以减少振源对隔振对象的影响。
隔振分第一类隔振（隔力）与第二类隔振（隔幅）。
振源产生力激励时为第一类隔振，如连于基础的各种动力机械的隔振就是减小振源的激励方向基础的力传递，基础是隔离对象。
振源产生运动激励时的隔振为第二类隔振，入震动着的飞机机体会引起连于其上的电子设备的振动，这是的隔振就是减小作为基础的飞机机体的运动激励向以表、电子设备等的运动传递，隔离对象是以表、电子设备等。
作为附加子系统的隔振装置通常称为隔振器，它可由弹性元件、阻尼元件、惯性元件以及它们的组合构成根据振源的频率特性，隔振可分为单频隔振、多频隔振和随机激励隔振；根据隔振对象的自由度，隔振可分为单自由度系统隔振、多自由度系统隔振及无限多自由度系统隔振；依隔振对象的特性，隔振可分为线性系统隔振及非线性系统隔振。
这里只讨论线性系统。
隔振技术有正过程与逆过程两种途径。
正过程是先根据振源选定隔振器的布置方式及特性参数，然后计算隔振效果，不满足要求时，修改上次的选择，重新进行计算，知道满足要求为止，逆过程是在振源特性及其参数已知的条件下，利用最优化技术，直接确定满足预定隔振器布置的方式及其特性参数[11]。
本文将主要讨论的是单自由度系统的隔振，采用的技术是逆过程。
4.1.2单自由度系统的隔振对力激励，研究的力学模型为弹性元件与阻尼元件并联的隔振器。
设振源质量m 远小于基础质量，振源只有x 向自由度，基础为绝对刚体，则可得质量m 的运动方程：t F x c kx xm ωsin 0=++ （4—1） 式中 m -----------质量；c ------------阻尼系数；k ------------弹簧常数；x ------------对平衡位置的位移。
上式x 的通解为：()ϕω-=t x x sin 0 （4—2）式中， ()()[]22200ωωc m k F x +-=2tan ωωϕm k c -=简谐激振力通过隔振器传至基础的力：()αϕω+-=+=t R sin R xc kx 0 （4—3） 式中，22200ωc k x R += k c ωα=t a n传至基础的力幅0R 与激振力力幅0F 之比为力的传递效率，又称为隔振系数。
理论力学中的振动隔离和控制方法是什么？
理论力学中的振动隔离和控制方法是什么？在我们的日常生活和各种工程领域中，振动是一个常见的现象。
从车辆行驶时的颠簸，到机械设备运转时的抖动，再到建筑物在风中的摇晃，振动无处不在。
然而，在很多情况下，过度的振动可能会带来诸多问题，如降低设备的精度和可靠性、影响人员的舒适度、甚至导致结构的损坏。
为了应对这些问题，理论力学中的振动隔离和控制方法应运而生。
振动隔离，简单来说，就是采取措施将振动源与需要保护的对象隔离开来，以减少振动的传递。
其中，最常见的方法之一是使用弹性元件。
这些弹性元件可以像弹簧一样，吸收和储存振动能量，从而降低传递到被保护对象的振动幅度。
例如，在汽车的悬挂系统中，弹簧和减震器就起到了振动隔离的作用。
当车辆行驶在不平坦的路面上时，车轮的振动通过弹簧和减震器得到缓冲，使得车内乘客感受到的振动大大减小。
另一种常见的振动隔离方法是使用阻尼材料。
阻尼材料能够将振动能量转化为热能等其他形式的能量并耗散掉，从而有效地抑制振动。
在一些机械结构中，会添加阻尼涂层或使用具有高阻尼特性的材料来减少振动。
除了振动隔离，振动控制也是解决振动问题的重要手段。
主动振动控制是其中较为先进和有效的方法之一。
它通过传感器实时监测振动状态，然后由控制器根据监测到的信息计算出所需的控制力量，并通过执行器施加到系统上，以达到抑制振动的目的。
这种方法在航空航天领域有着广泛的应用，例如用于控制飞机机翼的振动，提高飞行的稳定性和安全性。
在主动振动控制中，控制器的设计是关键。
常见的控制算法包括PID 控制、自适应控制和最优控制等。
PID 控制是一种经典的控制算法，它通过比例、积分和微分三个环节的组合来调整控制量。
自适应控制则能够根据系统的变化自动调整控制参数，以适应不同的工作条件。
最优控制则是在一定的性能指标下，寻求最优的控制策略。
被动振动控制也是一种常用的方法。
它不需要外部能源输入，而是通过巧妙地设计系统的结构和参数来实现振动控制。
《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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•当
时，隔振系统的振动传递系数
将为无穷大。
• 当隔振系统存在阻尼时，就不会出现这种 情形。
7
有阻尼单自由度隔振系统
• 隔振系统的运动方程为 • 解可以方便地表示为
8
• 通过隔振系统传递的干扰力为 ， • 在稳定状况下， • 传递干扰力的幅度为
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• 振动传递系数为，
• 有阻尼时，隔振系统的传递系数的表达式
等因素，通常设计
。
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• 振动传递系数 T与 的关系主要表现在：
(1) 当
时，即隔振系统不起隔振作
用甚至发生共振的区域， 值越大， T 值
越小，这表明在这段区域增大阻尼对控制
振动是有利的。特别是在系统共振时，这
种有利的作用更明显。
(2) 在 时，即隔振系统起隔振作用 的区域， 值越小，则 T 值越小，表明在 这段区域阻尼越小对控制振动越有利，也 就是说此时阻尼对隔振是不利的。
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• 以上分析表明：要取得比较好的隔振效果，
首先必须保证
，即设计比较低的隔
振系统频率。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。
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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。
5．根据计算结果和工作环境要求，选择 隔振器的类型以及安装方式，计算隔振器 的尺寸并进行结构设计。最后必须考虑隔 振系统隔振效率和设备启停过程中通过共 振区时的振幅，由此决定隔振系统的阻尼。
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5.2.2 常用隔振器及其应用 1． 钢弹簧隔振器
钢弹簧隔振器是常用的一种隔振器，它 有螺旋弹簧式隔振器和板条式钢板隔振器 两种类型。
第五章 振动的隔离与阻尼减振
• 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。
• 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。
要复杂得多。当系统出现
时，隔振
系统的振动传递系数将不再为无穷大，此
时的传递系数由系统的阻尼决定。
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5.1.4 隔振性能分析
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• 隔振设计的目的就是选择并设计合适的隔 振参数，使得 T 值较小。
• 振动传递系数 T 与 的关系主要表现在： (1) 当 时，即干扰力的频率小于隔
振系统的固有频率时， ，干扰力通过隔 振装置全部传给了基础，即隔振系统不起 隔振作用。
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• 5.1.2 隔振的评价 • 描述和评价隔振效果的物理量最常用的是
振动传递系数 T 。传递系数的定义是指通 过隔振元件传递的力与扰动力之间的比值， 或传递的位移与扰动之间的比值，即
• T 越小，说明通过隔振元件传递的振动越小， 隔振效果也越好。如果 T =1 ，则表明干扰 全部被传递，没有隔振效果 。
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钢弹簧隔振器的优点是： (1) 可以达到较低的固有频率， 5Hz 以下； (2) 可以得到较大的静态压缩量，通常可 以取得 20mm 的压缩量； (3) 可以承受较大的载荷； (4) 耐高温、耐油污，性能稳定。缺点是： (1) 由于存在自振动现象，容易传递中频振动。 (2) 阻尼太小，临界阻尼比一般只有 0.005 ，因 此对于共振频率附近的振动隔离能力较差。为了 弥补钢弹簧的这一缺点，通常采用附加粘滞阻尼 器的方法，或在钢弹簧钢丝外敷设一层橡胶，以 增加钢弹簧隔振器的阻尼
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 设备所产生的基频振动的谐频和个别的机 械设备（如高速转动设备）产生的振动属 于高频振动，而地壳的振动和地震等产生 的振动都属于低频振动。
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5.2.1 隔振设计步骤
1． 测试分析，确定被隔振设备的原始数 据，包括设备及安装台座的尺寸、质量、 重心和中心主惯性轴的位置，机器质量和 转动惯量，以及激励振动源的大小、方向、 频率、位置等。
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• 2. 橡胶隔振器
• 橡胶隔振器最大的优点是本身具有一定的 阻尼，在共振点附近有较好的隔振效果。 橡胶隔振器通常采用硬度和阻尼合适的橡 胶材料制成，根据承力条件的不同，可以 分为压缩型、剪切型、压缩剪切复合型等.
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• 3 ．空气弹簧
• 隔振器的隔振效率高，固有频率低 ( 在 1Hz 以下 ) ，而且具有粘性阻尼，因此，具有良 好的隔振性能。
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• 在工程设计和分析时，通常采用理论计算 传递系数的方法来分析系统的隔振效果， 有时也采用隔振效率来描述隔振系统的性 能，隔振效率的定义为，
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5.1.3 隔振原理 • 无阻尼单自由度隔振系统 ，系统的运动
方程式为： • 稳态解的数学表达式为：
• 通过隔振系统传递给地基的干扰力为：
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• 振动传递系数为 ：
2． 由以上数据，按频率比
的要求
计算隔振系统的固有频率 ，也可以根据
隔振设计的具体要求，例如设备所允许的
振幅，来计算隔振系统的固有频率。
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3．根据隔振系统所需要的固有频率，计 算隔振器应该具有的刚度。
4．计算设备工作时的振幅，核算是否满 足隔振设计的要求，必要时通过降低隔振 系统的刚度或增加机座的质量来达到要求 的隔振指标。
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5.1 隔振原理
5.1.1 隔振的分类 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。
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• 被动隔振系统，其隔振的目的是为了减少 地基的振动对设备的影响，使设备的振动 小于地基的振动，达到保护设备的目的。
(2) 当 时，即干扰力的频率等于隔振 系统的固有频率时， ，说明隔振系统不 但起不到隔振作用，反而对系统的振动有 放大作用，甚至会产生共振现象。
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• (3) 当
时，即干扰力的频率大于隔振
系统的固有频率的 倍时， ； 越大，
T 越小，隔振效果越好。
• 从顾系统稳定性和成本