隔振基本原理.
隔振原理的应用
隔振原理的应用1. 什么是隔振原理？隔振原理是指通过特定的方法和装置，将产生的振动从一处传递到另一处，以达到减小振动传递效果的技术。
隔振原理的应用主要是通过降低振动的传递路径或者改变路径上的特定特性来达到减振的效果。
2. 隔振原理的应用领域2.1. 建筑结构领域隔振原理在建筑结构领域得到广泛应用。
例如在高层建筑中，采用隔振装置可以减小地震和风振对建筑物造成的影响；在桥梁结构中，采用隔震垫可以减小车辆通行带来的振动传递效应。
2.2. 机械工程领域在机械工程领域，隔振原理常用于减小机械设备产生的振动传递到周围环境中。
例如在工厂车间中，通过将振动源与地面隔离，可以减小机械设备对环境和其他设备的干扰。
2.3. 航空航天领域在航空航天领域，隔振原理被广泛应用于航空器的设备和系统上。
通过使用隔振装置，可以减小振动对飞行器稳定性和舒适性的负面影响。
3. 隔振原理的基本方法3.1. 主动隔振主动隔振是指通过主动控制装置对振动进行反馈和补偿，以减小振动传递效应的方法。
主动隔振常采用传感器、控制器和执行器等装置，通过实时监测振动信号，并迅速做出相应的控制，来实现减振效果。
3.2. 被动隔振被动隔振是指通过特定的材料和装置，在物理上通过吸收、反射或阻隔振动的传递来实现减振效果。
常用的被动隔振装置包括隔震垫、隔音板和阻尼器等。
3.3. 混合隔振混合隔振是指将主动隔振和被动隔振相结合的方法，以发挥各自的优势。
例如在某些航空航天应用中，通过结合主动控制和被动隔振装置，可以实现更高效的减振效果。
4. 隔振原理的优势和应用4.1. 减小振动对设备和结构的破坏隔振原理的应用可以有效减小振动对设备和结构的破坏，延长其使用寿命。
尤其对于需要长时间运行的机械设备和建筑结构来说，隔振原理的应用能够起到事半功倍的作用。
4.2. 提高系统稳定性和效率通过减小振动的传递效应，隔振原理可以提高系统的稳定性和效率。
在一些对精度要求较高的场合，如实验室仪器、光学和电子设备等，采用隔振装置可以减小外界振动对系统的干扰，提高实验和测量的准确性。
半导体设备 隔振设计原理
半导体设备隔振设计原理今天来聊聊半导体设备隔振设计原理的一些事儿。
不知道大家有没有这种经历啊，我住的地方呢靠近一条大路，经常会有那种大卡车路过。
每次大卡车“哐当哐当”开过的时候，我能明显感觉到房子都在微微震动，桌上的小摆件有时候都会跟着晃悠。
这其实就跟半导体设备面临的一个问题有点像啦，外界的震动会给设备带来影响。
半导体设备可是很精密的，就像一个超级精细的工艺品似的，哪怕一点点震动可能都会影响它的性能。
比如在半导体光刻这个环节，那精度要求是非常非常高的，就像我们给鸡蛋雕刻花纹一样，手抖一下就前功尽弃了。
所以这个隔振设计就特别重要。
那这个隔振设计是怎么实现的呢？这就要说到一个原理——减振与隔振主要是利用弹性材料来减少振动的传递。
打个比方吧，就像我们跑步的时候要穿上有弹性的运动鞋，这样我们脚着地时候受到的冲击力就不会直直地传到膝盖和身体其他部位。
在半导体设备隔振里也是一样的道理，在设备和外界接触的地方设置一些弹性的隔振器。
我刚开始学习这个的时候啊，其实特别困惑，为什么只是加个弹性的东西就能隔振啊？后来我才知道这里面还有相关的理论支持呢。
这里涉及到一个叫做振动传递率的概念，就是衡量震动从震源传递到设备的比率。
要是隔振器设计合理的话，这个传递率就会变得很低，外界的震动大部分就被“挡在门外”了。
在实际应用案例中，很多大型的半导体制造工厂在安装设备的时候，都会根据设备的具体要求定制隔振方案。
比如说，有的设备对高频震动特别敏感，那就采用专门针对高频减震的隔振材料和结构。
有意思的是啊，在隔振设计里还有不少注意事项呢。
比如说隔振器的布置，可不能是乱摆的，要根据设备的重心等因素合理安排。
这就像我们搭积木一样，每一块放在哪里都是有讲究的，放不对啊整个结构就不稳固啦。
说到这里，你可能会问，那这个隔振设计到底能把震动减少到什么程度呢？老实说，这就得具体问题具体分析了。
不同的设备要求不一样，不同的震动环境也不一样。
不过通过合理的设计，是能够让半导体设备在相对稳定的状态下工作的。
第十一章隔振
1 2D 2 1 2 2 2D 2
tan 2 p 2 p2
具体传递曲线两者完全一致
2
隔振原理
等效阻尼
2 阻尼对隔振效率有不利影响，周期振源时适用，复杂振源不一定
粘性阻尼是线性的，利于求解，还有很多非线性阻尼，能量等效
稳态响应： z Bsin pt
粘性阻尼作功：
Wd
cpB2
振幅越大， 阻尼消耗的能力越大
仪器与设备
工作原理： 被测物体振动时，传感器将感受的 运动信号转化为电信号，经放大后， 通过分析仪器显示
5
振动测试技术
传感器
感知和传输运动信号是测量系统的重要环节，传感器是核心装置
目前广泛使用的是电测传感器，可以将位移、速度、加速度和力等 物理量转化为电信号，便于传输、处理和存储
位移传感器、速度传感器、加速度传感器、力传感器，速度-位移，加速度-速度
2
隔振原理
主动隔振
运动方程：
m&z& cz& kz U sin pt
传递给设备的激振力变成两个， 弹簧+阻尼器，且相差90°
系统的稳态响应：
z Asin pt
弹簧力： 阻尼力：
kz kAsin pt cz& cApcos pt
其中：
A
As
1 2 2 2D 2
传递率：
U0
第十一章 隔振设计
1
概述
2
隔振原理
3
减振器设计
4
阻尼减振技术
5
振动测试技术
2
隔振原理
隔振
最好的办法是消除振源：载具的发动机，电子设备的散热风扇，不现 实
只能设备与振源隔离，使振动在传递图中减弱甚至消除 根据振源的不同，主动隔振与被动隔振 主动：设备本身在振动，将其与基础隔离，振动不传递到基础 被动：基础振动，将设备与基础隔离，振动不影响设备
悬吊隔振措施
悬吊隔振措施1. 引言在建筑和土木工程中，隔振技术被广泛应用于减小结构受振动的影响。
悬吊隔振措施是其中一种常见的隔振方法，通过在结构体下部悬吊一定质量的隔振装置，可以有效地减小结构受到的振动幅度。
本文将介绍悬吊隔振措施的原理、适用范围以及实际应用。
2. 悬吊隔振原理悬吊隔振原理是基于质量隔离原理，通过在结构体下部悬吊隔振装置，使得结构体与地面之间形成一个自由度。
在结构受到外部振动时，隔振装置将阻尼振动，减小振动在结构体中的传递。
悬吊隔振装置通常由质量块、弹簧和阻尼器组成。
质量块的选取需要考虑结构体的质量、振动频率和期望的隔振效果。
弹簧用于支撑质量块，并提供适当的刚度。
阻尼器用于阻尼振动，减小振动幅度。
3. 悬吊隔振的适用范围悬吊隔振技术适用于需要减小结构受振动影响的各种建筑和土木工程项目。
以下是一些常见的应用场景：3.1 大型桥梁大型桥梁通常会受到风载、交通载荷以及地震等外部振动的影响。
使用悬吊隔振装置可以有效地减小桥梁受到的振动幅度，保证桥梁的安全性和舒适性。
3.2 高层建筑高层建筑由于自重和风载作用，容易产生较大振动。
通过悬吊隔振措施，可以减小楼层受到的振动幅度，提高建筑物的稳定性和舒适性。
3.3 振动敏感设备某些振动敏感设备对环境振动非常敏感，如精密仪器、实验室设备等。
通过在设备底部悬吊隔振装置，可以将振动传递到地面的幅度大大减小，提高设备的测量和实验精度。
4. 悬吊隔振实际应用案例4.1 鸟巢体育馆鸟巢体育馆是北京奥运会的主要场馆之一，设计采用了先进的悬吊隔振技术。
通过悬吊隔振装置，有效减小了地震和风载对体育馆的影响，提高了观众的观赛体验。
4.2 海底隧道在海底隧道施工过程中，悬吊隔振技术可以减小施工振动对周围海洋生态的影响。
通过悬吊隔振装置，减小了施工振动对海洋生物、海底管道和设备的破坏，保护了海洋环境。
4.3 实验室设备实验室中的精密仪器通常对环境振动非常敏感。
通过在设备底部悬吊隔振装置，可以将环境振动传递到地面的幅度大大减小，提高实验的准确性和重复性。
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
隔振技术在轨道交通中的应用
c
.
x
，通过传振系
.
统的干扰力为 P c x kx ，在稳定情况下，
图1.2 有阻尼单自由度 隔振系统
传递干扰力的幅度为：
p0
& P cx kx
F0 / k
(kej(t) jce j(t) )
(1 z2 )2 (2z)2
F0 / k
(k 2c2) ，振动传递系数为：T
图1.4 轨道结构主动隔振
图1.5 建筑物基础安装减振支座
一、隔振基本原理及效果评价指标
1.4 隔振的分类
（2）按照隔振器有源与否分：隔振分为被动隔振、主动隔振和半主动隔振。被动隔振是在 振源与系统之间加入弹性元件、阻尼元件甚至惯性元件以及它们的组合所构成的子系统。主动隔 振也叫有源隔振，一般是在被动隔振的基础上，并联或串联一个能产生满足要求的力作动器，或 者用力作动器代替被动隔振装置的部分或全部元件，通过适当的动态主动力来达到隔振的目的， 这种隔振装置需要系统中有能源装置提供能量支持隔振装置工作。半主动隔振与被动隔振的差别 在于使用过程中，它可以改变隔振设备的阻尼特性，所以，半主动隔振设备又称为可控制的被动 隔振系统，隔振效果优于被动隔振。像主动隔振系统一样，半主动隔振系统的传感器装置得到结 构响应及激励的信息，并反馈给最优控制算法装置，然后发出适当的指令给半主动设备，以改变 隔振设备的特性，但与主动隔振系统不同的是，半主动隔振系统提供的控制力受到隔振设备的制 约，有时它并不能提供按最优控制算法得到的力，所以，它的控制效果次于最优主动控制。然而， 由于半主动隔振所需要的外部能量比主动控制少得多，且半主动隔振系统不给结构施加机械能量， 隔振的稳定性得到保障，是一种失效一安全性的隔振方法。
隔振原理及机械设备的隔振方法
（1－7） （1－8）
可假定系统的初始条件
P (t ) v0 dt t M
0
物体的位移（t>0）及速度可用式（1－9）、（1－10） 表达：
x v0 sin(0 1 2t )
0 1 2 e t
0
（1－9） （1－10）) 1 2 e0 t
积极隔振与消极隔振
一般采取以下措施来防止或减弱有害的机械 振动： 消除或减小振源， 切断及抑制从振源向外界的振动传递； 防止振动物体或结构的共振。 中间一项就是振动隔离的问题。振动隔离的 目的是：防止机器设备的振动对建筑结构及环境 的影响；防止建筑结构或基础的振动对机器设备 的影响。前者为积极隔振，后者为消极隔振。
消极的冲击隔离
消极的冲击隔离如图1—3b所示，基础的脉冲位移由式 (1—13)表达：
U (t ) U 0 (-t<t<0) (t<-t,0<t)
（1－13）
物体的初始速度 v0 由式(1—14)表达： （1－14） 物体的位移与式（1－9）相同，隔离系数与式（1－12） 相同。 消极的冲击隔离和积极的冲击隔离的隔离原理是相同的， 为了达到一定的隔离效果，须选择较软的弹性支承并增大 系统的支承阻尼性能。
本章内容
隔振原理及机械设备的隔振方法 隔振器、隔振元件与隔振材料的分类及主 要性能 隔振器、隔振元件与隔振材料的选用 单双层隔振与浮筏隔振
隔振器、隔振元件与隔振材料的分类 及主要性能
从理论上说，凡是具有弹性的材料均能作为隔振 元件，但在实际工程应用上受到很多条件的限制， 例如能否大量供应，性能是否稳定，使用寿命长 短以及是否具有防水、防油、防火性能等。兹将 目前国内大量使用的隔振元件和隔振材料介绍如 下。
隔振原理
书：机械振动与噪声学赵玫，周海亭， 陈光冶，朱蓓丽科学出版社2004年9月第1版 2008年1月第三次印刷 P135隔振：就是在振源和设备或其他物体之间用弹性或阻尼装置连接，使振源产生的大部分能量由隔振装置吸收，以减小振源对设备的干扰。
分类：主动隔振（积极隔振） 被动隔振（消极隔振） 如图所示，其中：m —机器的质量k —弹性装置的刚度c （或h/ω）—弹性装置的阻尼当机器的振幅为0X 时，它传递到底座上的力有两部分：一部分通过弹簧传递到基础上，即弹簧力0kX ；另一部分是由阻尼器传到地基上的力，即阻尼力0X c ω（或0hX ）。
机器的受力分析和力矢量的关系如图所示，传递到地基上的力幅T F 是上述两力的矢量和。
()()()20202021ωζω+=+=kX X c kX F T由式（4-23）()()22200021/ωζωμ+-==kX kX F 代入上式得：()()()222202121ωζωωζ+-+=F F T 定义力传递率为：0F F ST==刚性支承传递的力幅幅通过弹性支承传递的力 则()()()222202121ωζωωζ+-+===F F S T刚性支承传递的力幅幅通过弹性支承传递的力当阻尼忽略不计时，0=ζ2011ω-==F F S T将上式画成力传递曲线，如下图所示，从图中可以看出：（1）当1<<ω时，1≈S ，当系统的固有频率远大于激励频率时，隔振效果几乎没有；（2）当2<ω时，1>S ，不但没有什么隔振效果，反而会将原来的振动放大；（3）当1=ω时，系统还要产生较大的共振振幅；（4）当2>ω时，1<S ，振动隔离才有可能。
空调制冷设备消声与隔振实用设计手册
空调制冷设备消声与隔振实用设计手册一、绪论空调制冷设备在现代生活中扮演着不可或缺的角色，为人们提供了舒适的生活和工作环境。
然而，随着人们对生活品质和工作环境的需求不断提高，对空调制冷设备的噪音和振动问题也变得十分重要。
消声与隔振成为了空调制冷设备设计中不可忽视的关键环节。
本文将从消声与隔振的基本原理、设计要点以及实用技巧等方面展开全面探讨，并给出实用设计手册，以供设计人员参考。
二、消声的基本原理1. 噪音来源及特点：空调制冷设备在运行过程中产生的噪音主要源自压缩机、风机、蒸发器和冷凝器等部件，其特点包括频率范围广、声压级高等。
2. 消声原理：消声的基本原理包括声波的吸收、反射、折射和衰减等，常见的消声措施包括使用吸声材料、设置隔音屏障和采用消声器等。
3. 设计要点：在设计空调制冷设备时，应根据噪音来源和特点采取相应的消声措施，合理选择吸声材料、增加隔音屏障和优化消声器的结构等。
三、隔振的基本原理1. 振动的来源及特点：空调制冷设备在运行过程中会产生振动，主要源自压缩机、风机和电机等部件，其特点包括频率多、振幅大等。
2. 隔振原理：隔振的基本原理包括振动的吸收、传递和隔离等，常见的隔振措施包括采用减振材料、设置隔振支座和优化结构设计等。
3. 设计要点：在设计空调制冷设备时，应根据振动的来源和特点采取相应的隔振措施，合理选择减振材料、设置隔离支座和优化设备结构等。
四、实用设计手册1. 消声设计手册：根据空调制冷设备的不同部件和运行特点，提出相应的消声设计措施，并给出吸声材料的选择、隔音屏障的设置和消声器的优化等实用技巧。
2. 隔振设计手册：针对空调制冷设备的振动来源和特点，提出减振材料的选择、隔离支座的设置和结构设计的优化等实用技巧。
五、个人观点和理解在空调制冷设备的设计中，消声与隔振不仅是为了满足环境噪音和振动的要求，更重要的是为了提高设备的稳定性和可靠性。
通过合理的消声与隔振设计，不仅可以改善设备的运行环境，还可以延长设备的使用寿命，减少故障率，提高运行效率，从而降低维护成本和提高用户满意度。
隔振技术与阻尼减震振
T
142f f0 2
1f f0 2 242f 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
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）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
器官固有频率相吻合的频率； 3）低于2Hz的次声波振动可能导致人的死亡； 4）影响和损害建筑物、精密仪器和设备。
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”
ISO5349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。
表达噪声的随机起伏程度
Ln：测量时间内高于Ln声级所占的时间为n％ 如：L10＝70dB噪声级高于70dB的时间占10％ 通常认为， L90相当于本底噪声级， L50相当 于中值噪声级， L10相当于峰值噪声级(用于 评价涨落较大的噪声相关性较好)
累计百分数声级一般只用于有较好正态分布 的噪声评价
隔振基本原理
隔振基本原理主动隔振和被动隔振的共同点是安装减振器(弹簧)，但减振器安上去后，可能使要保护的电子产品的振动减小了。
也可能使振动比原来更大。
因此必须了解振动的基本原理，否则可能会得到相反的结果。
1．病动系统的组成机械振动时物体受交变力的作用，在莱一位置附近做往复运动。
如电动机放在一简支梁上，当电动机旋转时，由于转子的不平衡质量的惯性力引起电动机产生上下和左右方向的往复运动。
当限制其左右方向的运动时，就构成了最简单的上下方向的振动(单自由度系统的正弦振动)，如图5—50(a)所示。
亿宾微电子电动机放在简支梁上，电动机的转动中心在0点，转子质量为mf，重心偏移在口点，偏心距为‘，转子转动的角速度为m，则转动时，转子产生的离心力为EJ，zJ的垂直分量为y2，水平分量为D：。
如果限制左右方向的运动，则电动机仅受yJ的交变作用。
如果只考虑简支梁的弹性，不计其质量，电动机连同底座的质量为m，视为一个集中质量，则电动机的振动模型可表示为图5—50(b)，该图即为其力学模型。
研究机械振动时，往往把实际的复杂系统进行简化，抓主要因素，得出力学模型，然后用力学模型进行分析计算。
几种常见的振动力学模型如图5—5l所示，5—51(a)是单自由度系统自由振动；图5—51(b)是单自由度系统阻尼自由振动；图5—51(c)、5—51(d)是单自由度系统的强迫振动的两种形式。
固5—5l(c)中激振以交变力形式存在，图5—51(d)中激振以支承振动位移的形式加于系统。
物体呼弹性回复力和重力的作用，并只能在一个方向上振动的机械振动称为单自从图5—52(b)可以看出，这种振动只要一开始，就会不停地进行下去，这显然是不行的。
只要给振动系统加上阻尼f(常用阻尼比D表示)，如图5—5l(b)所示，振动就很挟消失，这种振动称为阻尼自由振动。
3．单自由度系统的阻尼强迫振动实际产品的持续振动是取外来激振对弹性系统做功，即输入能量以弥补阻尼所消耗的能量来进行的。
机械振动隔离技术原理及应用
机械振动隔离技术原理及应用机械振动隔离技术是一种能够对机械设备进行隔振的技术，该技术依靠隔离元件将机械振动转化为热能或其他形式的能量消耗，从而达到降低噪声和振动幅值的目的。
该技术在很多领域都得到了广泛的应用，如飞机、船舶、汽车、燃气轮机、电机等。
一、机械振动隔离技术原理机械振动隔离技术原理核心是隔离元件的使用。
隔离元件有多种类型，如弹簧隔离、气垫隔离、液压隔离和电磁隔离等。
这些隔离元件均能在不同的条件下有效地对机械振动进行隔离，从而减少噪声和振动幅值。
弹簧隔离：在机械装置中，通过安装弹簧隔离元件来隔离机械振动能量，使得能量被消耗掉，而不会传递到周围环境中。
弹簧隔离元件使用材料多为钢制，因为这种材料有较好的强度和弹性。
气垫隔离：气垫隔离是通过在机械设备下方设置气垫隔离元件来减少振动。
当机械设备发生振动时，气垫会自动充气，形成一层气囊，用以吸收振动能量。
气垫隔离具有结构简单、使用方便等特点，但是需要较高的维护成本。
液压隔离：液压隔离是通过机械装置中使用的液体隔离元件来隔离机械振动的。
隔离元件中装有压缩气体和液体，当机械振动时，被压缩的气体会把液体推到压缩室内。
压缩室中的压力则对机械振动提供阻尼作用，从而达到隔离机械振动的目的。
电磁隔离：电磁隔离是通过电磁效应来隔离机械设备的振动的。
当机械设备发生振动时，感应器会通过电磁作用在机械系统中产生电流，电流通过电磁作用力产生的磁场，从而起到阻尼的作用，使振动被隔离。
电磁隔离具有稳定性高、维护成本低等特点。
二、机械振动隔离技术的应用机械振动隔离技术的应用范围广泛，如船舶、飞机、汽车、电机、燃气轮机等。
以下列举其中几个应用场景。
船舶：在船舶设计中，机械振动隔离技术则被广泛用于船上设备(如发电机、空调等)和推进系统中(如主机、螺旋桨等)，以减少振动和噪声的产生，提高船员船体的耐久性。
电机：电机振动是电机运转过程中不可避免的问题。
在轴承与机械连接部位安装隔离元件，可以有效降低电机振动，提高电机的使用寿命。
隔振基本原理
二、ω和ρ对隔振效果的影响
二、ω和ρ对隔振效果的影响
三、隔振器的设计
积极隔振
消极隔振
高频振动干扰的隔离（100Hz以上） 中频振动干扰的隔离（ 6Hz以上至100Hz之间） 低频振动干扰的隔离（ 5Hz以下）
三、隔振器的设计
• 测量和分析振 动干扰值
1
2
• 根据容许干扰值 计算出隔振效率
四、高频/低频隔振
高频振动的隔离
四、高频/低频隔振
高频振动的隔离
四、高频/低频隔振
低频振动的隔离
四、高频/低频隔振
低频振动的隔离
1.对隔离大地脉动目前可选用气垫 2.对求特别严格的实验室应当通过选点和采取隔振措
施相结合的办法来克服 3.采用局部零件隔振方法,而“长周期惯性悬挂”是可取
的一种方案
四、高频/低频隔振
低频振动的隔离
ＴＨＡＮＫ ＹＯＵ！
四、高频/低频隔振
高频振动的隔离
高频干扰往往振幅较小而频率高，它常会引起弹性元 件的纵向弹性共振。
在发生纵向弹性共振的情况下,负荷的弹性元件本身则 变成一个有分布参数的线性振动系统。隔振系统除有集中 参数的线性振动系统的一个固有频率ω0外，还有其他共振 频率ωk，这就是弹性元件的纵向弹性固有振动频率。所以 在设计隔振系统时，除考虑到集中参数的线性振动规律外， 还应注意不使主要的干扰频率与隔振系统的纵向固有弹性 振动频率相同，从而保证整个隔振系统在干扰力的作用下 能获得良好的隔振效果。
主要内容
隔振的基本原理 ω和ρ对隔振效果的影响 隔振器的设计 高频、低频隔振
一、隔振基本原理
刚性基座对力 是1比1的传递过去的。它对 力 F不起放大或减小的作用。
一、隔振基本原理
隔振平台分类及原理(减振平台 电镜减振台)
隔振平台分类及原理（减振平台、电镜减振台）——理化phychemi一、分类隔振技术分为主动隔振和被动隔振主动隔振：通过传感器和执行器，提供大小相等，方向相反的力，抵消振动对目标的影响被动隔振：通过机械装置限制振动无源隔振：使用弹簧，弹性体，流体，或负刚度组件实现减振有源隔振：使用气动系统实现。
二、隔振原理（1）被动隔振技术--弹簧一个最简单的无源隔离器。
弹簧反作用于被减振物体，通过变形来吸收一定的能量。
一个简单的例子就是汽车减振器，在这种情况下，冲击或振动产生机械能，被转换为热能，热能被浸泡弹簧的油吸收，从而减少传递到车身上振动。
其固有频率可以做到很低，但是阻尼很小。
优点是扰动源频率和系统固有频率差很远时，隔振效果非常好。
缺点就是一旦共振放大很严重。
（2）被动隔振技术– 橡胶橡胶也是通过变形来吸收振动。
与弹簧的区别是，橡胶能在各个方向吸收。
（3）被动隔振技术–气动平台气动系统采用压缩空气活塞，吸收地面的振动。
其缺点是结构与操作复杂，需要外部气源的支持。
（4）被动隔振技术–负刚度技术负刚度隔振台提供一个简单，可靠，高效隔振解决方案，可提供6自由度的隔离，低至0.5 Hz或更低的谐振频率。
对于一个0.5赫兹系统，可隔离1Hz以上的振动，优于气动平台5-10Hz的范围可让多个隔振台一起使用。
负载从几十公斤到几吨。
易于使用和调整。
比气动平台经济，占用更少的空间，且不需要进行维护。
三、隔振设备种类（1）Minus K BM-10 超薄(2) Minus K BM-6 经济型规格:18" W x 20" D x 4.6" H(457mm W x 508mm D x 117mm H)有效负载范围：10-105 lbs(4.5 - 48 kg)水平：2.5Hz 垂直：1.5Hz真空和洁净室适用(3)隔振工作站•有着更好的人体工程学的舒适，是专门为超低固有频率的应用而设计的产品。
•Minus K的专利负刚度隔振器:具有超低固有频率的简洁被动隔振光学台,更高的内部结构频率和优秀的垂直和水平隔震动效率•只要调整至0.5Hz固定频率，我们的工作站就能实现2Hz下93%的阻隔效率，5Hz下99%的阻隔效率和10Hz下99.7%的阻隔效率•可以为各种应用定制辅助工作平台,围栏,装架,地震约束,可伸缩的脚轮,和许多其他选项•附带Kinetic System动力系统四、隔振效果五、应用领域理化MinusK隔振平台在显微镜微观领域（显微镜（SPM），扫描电镜（SEM），原子力显微镜（AFM等））、光学领域、生物学领域、微观硬度测试、分析天平中的应用、音频回放、唱片与唱机中的应用、真空系统中的应用、航天航空等领域应用广泛。
隔振原理
F
振动隔振的基本方法
假设振动物体的质量为 m，弹簧的刚度为k，组 成一个m-k系统。
单自由度体系
隔振原理
m-k系统
•自由振动
•受迫振动
m-k系统 自由振动
d2x 建立运动方程： m 2 +kx=0 dt
（1-1）
（1-2）
取方程的解的 形式为：
x(t)=Ge
st
取将式（1-2）代入式（1-1）中整理得：
x(t )= x0 +(x0 + x0 )t e-t
临界阻尼： =1
（3-8） （3-9） （3-10）
m-k-c系统 自由振动
小结
m-k-c的临界阻尼状态自由振动按指数衰 减恢复到静止，即不出现在零位置附近 的振荡。
m-k-c系统 自由振动
低阻尼： 1 d = 1- 2 引入式子： 代入式(3-7)，得： s =- id x(t )=(asind t+bcosdt )e-t 代入式(3-2)中得： 引入初始条件得： x +x 即：
（4-1）
（4-2） 通解： 由于阻尼的存在，反应一般与荷载不同相 （4-3） 因此，设特解为： x2 (t )=G1 sin t +G2 cos t 将式(4-3)代入式(4-1)中，得：
-G1 2 sin t -G2 2 cos t +2G1 cos t -2G2 sin t F0 + G1 sin t + G2 cos t = sin t m
st
2
m-k-c系统 自由振动
引入式子：
=
k = m
2
c
2 m
=
c 2 km
主动隔振器原理
主动隔振器是一种用于减振和抑制振动的装置，它通过感知振动信号并产生相位和幅度相反的振动信号来抵消原始振动，从而达到减振的效果。
主动隔振器的工作原理可以分为以下几个步骤：
1. 感知振动信号：主动隔振器通过传感器或加速度计等装置感知振动信号，将其转化为电信号。
2. 信号处理：感知到的振动信号经过信号处理器进行处理，包括滤波、放大、相位调整等操作，以便产生与原始振动信号相反的振动信号。
3. 控制算法：信号处理器根据预设的控制算法，计算出需要产生的振动信号的相位和幅度。
4. 振动产生：根据计算得到的振动信号的相位和幅度，主动隔振器通过执行器（如电动机或压电陶瓷）产生相应的振动，这些振动与原始振动相位和幅度相反。
5. 振动抵消：通过产生相位和幅度相反的振动信号，主动隔振器将原始振动信号抵消，从而达到减振的效果。
主动隔振器的优点是可以实时调整振动信号的相位和幅度，适应不同频率和振幅的振动，具有较好的减振效果。
它广泛应用于航空航天、汽车、机械设备等领域，可以提高系统的稳定性、可靠性和舒适性。
第三章 吸振原理隔振原理
吸振原理-复式动力吸振器
吸振原理
为了增加吸振频带宽度，可使用复式动力吸振器. M，K，C分别为设备的质量、刚度和阻尼，受到一个单频振动力的激励.为了 降低其响应:V的幅值，复式动力吸振器采用在其上附加两个弹性子系统(M，K1，C1) 和(M2，K2，C2)或多个弹性子系统的方法，分别吸收设备在不同频段的扰动能 量.系统中各质量块位移方程为
K2 M 1M 2 3K1M 2 K1 , C2 3 M1 M 2 2 1 M 2 / M 1
吸振原理
• 设备质量M1为10kg，临界阻尼比 为1 C1 / 2 M1K1 0.001，刚度K1为10000N/m， 而欲降低的振动频率为5Hz(设备的共振频 率). • 扰动力幅值为1N，则设备的振动幅度为图 中一个尖峰的曲线.
0 2 2 2 2 2 4 2 2 [(1 ) (1 2(1 ) ] 2
2
• 从方程组(2)中的第一个方程可以看出，若ω=ωb，则
Y1 0, { Y2 Yst / ( K2 / K1 ) F / K2
吸振原理
， b 0 , b 0 , y1 , y2
吸振原理
Y1 Yst [1 (b )2 ]/{[1 (0 )2 K 2 / K1 ][1 (b ) 2 ] K 2 / K1} Y2 Yst /{[1 (0 )2 K 2 / K1 ][1 (b )2 ] K 2 / K1}
• 吸振器的质量M2为lkg，是设备质量的十分 之一，若设计吸振器的共振频率为扰动力 的频率，即5Hz，得吸振器在阻尼比 ζ2=0.001时，刚度K2为1000N/m.
• 此时，设备的振动幅值曲线为图中的有两 个尖峰的曲线.
结构振动理论3-隔振原理
所以有： ( )2 1 1
n
Td
又因为 (n )2 g / s
则
s
g
2
(1 1 Td
)
由已知条件：
360* 2 12 rad / s Td 0.2
60
可得
s
9.8
(12 )2
(1
1) 0.2
0.0414 m
4.14cm
单自由度系统的定常强迫振动
Base Isolation Technique
(t )dt
1dt 1 ＝1
由此可得
lim
0
(t
)
(t
)
单位脉冲响应:零初始条件下,系统对单位冲量产生的瞬态响应。
单自由度系统非定常响应
函数具有如下的重要性质和功能：
（1）筛选性
积分中值定理
(t ) f (t)dt lim 1/ f (t)dt lim 1/ f ( ) f ( )
传到基础上的力幅与机器上作用的简谐力幅之比称为力传递率：
FT F0
1 (2 )2
X
(1 2)2 (2 )2 Y T
可见力隔振与运动隔 振的原理是统一的。
单自由度系统的定常强迫振动
三.反馈控制隔振
1/s k2 m
F (k1x& k2&x&) m&x& k(x xg ) F
k1
4
0
0.1
时间内作用的效果，可以把它
t t
f(t)
看成是 一系列冲量微元之和 。
t 时刻冲量微元 f ( )d
作用下系统的响应为 h(t ) f ( )d t
0
t
d
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2
• 根据容许干扰值 计算出隔振效率
• 查出ω/ω0和 ρ/ρ0之值
1
3
• 验算
5
• 根据总质量与f0选 取弹性元件的k值
• 根据ω0选取 ω0=2πf0
6
4
三、隔振器的设计
当确定隔振系统的参数后，还应根据具体要求选好隔振系 统的结构形式。
尽量使系统的质量中心处在垂直平面的中心轴上(结构的 中心轴上)。 最好使系统的质量中心在水平位置上处于弹性元件的支承 水平面附近，以提高系统的横向稳定性。
四、高频/低频隔振
高频振动的隔离
高频干扰往往振幅较小而频率高，它常会引起弹性元 件的纵向弹性共振。
在发生纵向弹性共振的情况下,负荷的弹性元件本身则 变成一个有分布参数的线性振动系统。隔振系统除有集中 参数的线性振动系统的一个固有频率ω0外，还有其他共振 频率ωk，这就是弹性元件的纵向弹性固有振动频率。所以 在设计隔振系统时，除考虑到集中参数的线性振动规律外， 还应注意不使主要的干扰频率与隔振系统的纵向固有弹性 振动频率相同，从而保证整个隔振系统在干扰力的作用下 能获得良好的隔振效果。
四、高频/低频隔振
高频振动的隔离
四、高频/低频隔振
高频振动的隔离
四、高频/低频隔振
低频振动的隔离
四、高频/低频隔振
低频振动的隔离
1.对隔离大地脉动目前可选用气垫 2.对要求特别严格的实验室应当通过选点和采取隔振措 施相结合的办法来克服 3.采用局部零件隔振方法,而“长周期惯性悬挂”是可取 的一种方案
四、高频/低频隔振
低频振动的隔离
ＴＨＡＮＫ ＹＯＵ！
当 阻 尼 不 可 忽 略 时
二、ω 和ρ 对隔振效果的影响
二振 消极隔振
高频振动干扰的隔离（100Hz以上） 中频振动干扰的隔离（ 6Hz以上至100Hz之间） 低频振动干扰的隔离（ 5Hz以下）
三、隔振器的设计
• 测量和分析振 动干扰值
隔振基本原理及应用
主要内容
隔振的基本原理
ω和ρ对隔振效果的影响 隔振器的设计 高频、低频隔振
一、隔振基本原理
刚性基座对力 是1比1的传递过去的。它对 力 F不起放大或减小的作用。
一、隔振基本原理
一、隔振基本原理
二、ω 和ρ 对隔振效果的影响
当 阻 尼 忽 略 不 计 时
二、ω 和ρ 对隔振效果的影响