实验八 主动隔振和被动隔振(2H)

实验三十三：主动隔振和被动隔振实验振动的干扰对人、建筑物以及仪表设备都会带来直接的危害，因此振动的隔离涉及到很多方面。

隔振的作用有两个方面：一、减少振源振动传至周围环境；二、减少环境振动对物体或设备的影响。

二者原理相似，性能也相似。

原理就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仪器或仪器仪表，以减少运动的传递，称为被动隔振。

【实验目的】1 .学习隔振的基本知识。

2 .学习隔振的基本原理。

3 .了解主动隔振和被动隔振效果的测量 【仪器和用具】ZJY -601A 型振动教学试验仪、计算机、空气阻尼器 【实验原理 】 1.主动隔振在一般隔振设计中，常常用振动传递比T 和隔振效率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的振动比，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。

一般，由物体传递到底座时常用力表示，由底座传递到物体时则用位移、振动速度或振动加速度表示，这样便于应用。

隔振效率：()%1001⨯-=T η (33-1)传动比T ：()22222211u D u u D T +-+=(33-2)式中D 为阻尼比，u=激振频率和共振频率的比。

只有传递比小于才有隔振效果。

因此T<1的区域称为隔振区。

由图中的曲线可知：当002f f f <<时，T<1。

系统有放大作用；当0f f =时，系统发生共振，传递比极大；当0032f f f <<时，作用有限；0063f f f <<时，隔振能力低（20—30dB ）；00106f f f <<时，隔振能力中等（30—40dB ）；010f f >时，隔振能力强（>40dB ）;阻尼比D 对T 的影响。

主动隔振和被动隔振传递系数的异同点在现代生活中，我们常常会遇到各种振动和噪音，比如火车经过、轰鸣的发动机，甚至是邻居那台老旧的洗衣机发出的“咯吱咯吱”声。

为了让我们的生活更舒适，科学家们发明了主动隔振和被动隔振这两种神奇的技术。

今天，就让我们轻松聊聊这两种隔振方式的传递系数，看看它们之间有哪些异同。

1. 主动隔振1.1 定义主动隔振，听起来是不是有点高大上的感觉？其实它就像个超级英雄，专门对抗各种振动。

它通过一些传感器来实时监测振动情况，然后用反向振动来抵消这些振动。

简单来说，就是在你耳边说：“别怕，我来保护你！”想象一下，就像一个勇敢的骑士，时刻准备着为你挡住那些烦人的震动。

1.2 工作原理主动隔振的工作原理挺简单的。

首先，传感器会捕捉到振动信号，然后控制系统会计算出需要多大的力量来抵消这些振动。

最后，发出一个相反的信号，这样就能在一定程度上减少振动的传递。

想象一下，就像在舞会上，舞者们如果都踩着节拍，舞会就会变得非常和谐美妙；如果有一个人走错了节拍，大家的舞步就会乱套。

主动隔振就像是那个能让大家都回到正轨的人。

2. 被动隔振2.1 定义相比之下，被动隔振就显得有点“老派”了。

它主要依靠物理材料来吸收振动，就像一个懒洋洋的熊猫，静静地坐在那里，不想多动一下。

它通过弹簧、阻尼器等设备，将振动能量转化为热能，从而减少振动的传递。

就像你在沙发上窝着，听着音乐，周围的吵闹声完全与我无关，惬意得很。

2.2 工作原理被动隔振的工作原理其实也不复杂。

它主要依靠材料的特性，比如弹性、密度等来减弱振动。

换句话说，就是通过物理手段来阻止振动的传播。

就像一个大门，关上之后，外面的喧嚣就被挡在了门外。

虽然被动隔振的效果不如主动隔振来得灵活和精准，但在某些场合，它却是个老实可靠的选择。

3. 主动隔振与被动隔振的传递系数3.1 相同点主动隔振和被动隔振在传递系数上有一些共同点，首先，它们都旨在减少振动的影响。

无论是采用高科技的主动隔振，还是经典的被动隔振，最终目标都是为了让环境更加宁静。

中南大学关于被动隔振及其隔振效率的研究作者：李志亮指导老师：刘静目录1.摘要及引言 (1)2.被动隔振实验仪器及原理 (2)3.被动隔振实验数据处理及图表 (3)4.频率比对隔振效果影响的分析 (5)5.阻尼比对隔振效果影响的分析 (5)6.固有频率的计算与测量 (6)7.隔振的原理及方法 (8)8.参考资料 (10)【摘要】振动普遍存在于人们的生产生活中，影响着人们生活的方方面面。

振动既有其有利的一面，如振动筛的使用极大地提高了工业生产的效率；但振动也有其有害的一面，振动会影响精密设备和精密仪器、影响机械设备的控制与加工，也会影响建筑的寿命与安全，如1940年由于共振而引起塔科马大桥的风毁事故，造成了极大的人员伤亡与财产损失，危害人们的生产生活。

因此，对振动的研究亟不可待，只有掌握了振动的一般规律及有效的隔振方法，人们才能避免振动引发的各种危害。

本论文从被动隔振的实验出发，通过分析所采集的数据，绘制相关的图像，得出被动隔振的一般规律，并研究阻尼比和频率比对隔振效果的影响，得出相应结论。

最后介绍实际工业生产中所采用的隔振方法。

【关键词】被动隔振隔振（系数）效率隔振方法引言振动影响人们生产生活方方面面，为了研究振动及被动隔振效果的一般规律，并根据研究所得出的结论指导工程设计和减震器的相关设计，减少振动所产生的危害。

在进行的被动减振实验，首先测量隔振系统的固有频率，再调节激振频率，测出相应的振源振幅和物体隔振之后的振幅，分别计算各激振频率下的隔振系数和隔振效率，根据数据计算的结果绘制和曲线，分析得出相应结论，并研究阻尼比和频率比对隔振效果的影响。

一．被动隔振实验仪器及原理减少环境振动对设备的影响，在设备和基础之间安装适当的隔振器，组成隔振系统，以阻止振动的输入。

隔振的效果通常用隔震系数η和隔振效率E 来衡量。

21A A η=（1A ：振源振幅；2A ：物体隔振后的振幅） 若振源为基础的垂直简谐振动，为11sin x A t ω=。

一、实验目的1. 了解主动隔振的基本原理和操作方法。

2. 掌握主动隔振系统的组成和功能。

3. 分析主动隔振系统的性能指标，评估其隔振效果。

二、实验原理主动隔振是一种利用反馈控制技术，通过调节系统的阻尼和刚度来抑制振动传递的方法。

主动隔振系统主要由传感器、控制器和作动器组成。

传感器用于检测振动信号，控制器根据传感器反馈的信号，利用预设的算法进行实时计算和分析，输出控制信号给作动器，作动器根据控制信号调节隔振系统的刚度和阻尼，从而实现对设备的主动减震和稳定。

三、实验设备1. ZJY-601A型振动教学试验仪2. 计算机3. 空气阻尼器四、实验步骤1. 安装振动教学试验仪，调整其振动频率和振幅。

2. 将传感器安装在试验仪上，连接计算机和传感器，确保数据采集和传输正常。

3. 启动振动教学试验仪，使系统产生振动。

4. 观察传感器采集到的振动信号，并记录相关数据。

5. 利用计算机对传感器采集到的振动信号进行处理，分析振动特性。

6. 根据分析结果，设置控制器参数，调节作动器，进行主动隔振实验。

7. 观察和记录主动隔振实验过程中的振动信号，分析隔振效果。

8. 比较主动隔振前后振动信号的差异，评估主动隔振系统的性能。

五、实验结果与分析1. 振动教学试验仪产生的振动信号经过传感器采集后，计算机实时显示振动波形，如图1所示。

图1 振动信号波形2. 经过分析，振动信号的频率为f1，振幅为A1。

3. 在未进行主动隔振实验前，振动信号经过处理后的频率为f2，振幅为A2。

4. 进行主动隔振实验后，振动信号的频率为f3，振幅为A3。

5. 比较主动隔振前后振动信号的频率和振幅，分析主动隔振系统的性能。

（1）频率变化：主动隔振前后，振动信号的频率变化不大，说明主动隔振系统对振动频率的抑制效果不明显。

（2）振幅变化：主动隔振后，振动信号的振幅明显减小，说明主动隔振系统对振动的抑制效果较好。

六、结论1. 通过主动隔振实验，掌握了主动隔振的基本原理和操作方法。

机械工程基础实验
实验报告书
实验项目名称: 主动隔振和被动隔振
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实验八主动隔振和被动隔振（2H）一、实验目的
二、实验装置与仪器框图
三、实验结果与分析
1. 主动隔振 1） 实验数据
表 1
2） 根据主动隔振方法1）按公式（2）、（4）计算出隔振系数a η和隔振效率a ε。

3）根据主动隔振方法2）按公式（3）、（4）计算出隔振系数a η和隔振效率a ε
4）对两种结果进行对比分析
2． 被动隔振 1）实验数据
隔振系统固有频率0f =（ ）Hz
表 2
（注：本表一定要包含1λ=的两个点）
2）根据表2绘制λη-p 曲线和λε-p 曲线（要求用坐标纸绘制）。

被动隔振名词解释嘿，朋友们！今天咱来唠唠被动隔振这档子事儿。

你说啥是被动隔振呢？咱就打个比方哈，你想想，你在睡觉呢，外面马路上车来车往，吵得你没法睡安稳觉，这时候要是有个东西能把这些噪音给隔开，让你能安安静静睡个好觉，那这个东西起到的作用就跟被动隔振差不多啦！被动隔振啊，其实就是在振源和需要保护的对象之间设置一些特殊的装置或者材料。

这些装置就像一个个小卫士，把那些让人不舒服的振动给挡住啦。

就好比是在你和外界的干扰之间竖起了一道屏障，让你能在一个相对安静平和的环境里呆着。

你可别小瞧了这被动隔振呀！它在好多地方都大有用处呢！比如说在工厂里，那些机器轰隆隆地响，要是没有被动隔振，那工人师傅们还不得被吵得头疼啊！有了它，就能让工作环境变得舒服多啦。

再比如说在一些精密仪器旁边，稍微有点振动可能都会影响仪器的精度，这时候被动隔振不就派上用场了嘛！你说这被动隔振是不是很神奇？它就像是一个默默守护的小精灵，平时你可能都注意不到它，但它却一直在那里发挥着重要的作用呢！而且啊，这被动隔振的实现方式也是多种多样的。

有的是用一些弹性材料，就像那种软软的垫子，能把振动给缓冲掉；还有的是用一些特殊的结构，能把振动给分散开，不让它传到该保护的地方去。

咱再想想，如果没有被动隔振，那我们的生活得变成啥样啊？走在路上，地都在震；坐在家里，周围全是嗡嗡声。

哎呀，那可真是太可怕啦！还好有被动隔振这么个好东西，让我们能免受这些不必要的振动干扰。

所以说啊，被动隔振可真是个好宝贝！它让我们的生活变得更加美好，更加安静，更加舒适。

我们真应该好好感谢那些研究出被动隔振技术的科学家们，是他们让我们享受到了这份宁静和安心。

怎么样，现在你对被动隔振是不是有了更深的了解啦？。

一、减振与隔振的概念减振是工程上防止振动危害的主要手段。

减振可分为主动减振和被动减振。

主动减振是在设计时就考虑消除振源或减小振源的能量或频率，在精密仪器、航空航天设备、大型汽轮发电机组及高速旋转机械中应用较多，但费用昂贵，普通工程机械中应用较少。

被动减振有隔振和吸振等。

隔振又可分为主动隔振和被动隔振。

为了防止或限制振动带来的危害和影响，现代工程中采用了各种措施，归纳起来有以下几条原则：1．减弱或消除振源（主动减振）这是一项积极的治本措施。

如果振动的原因是由于转动部件的偏心所引起的，可以用提高动平衡精度的办法来减小不平衡的离心惯性力。

对往复式机械如空气压缩机等也需要注意惯性力的平衡。

2．远离振源（被动隔振）这是一种消极的防护措施。

如精密仪器或设备要尽可能远离具有大型动力机械、压力加工机械及振动机械的工厂或车间，以及运输繁忙的铁路、公路等。

3．提高机器本身的抗振能力（主动减振）衡量机器结构抗振能力的常用指标是动刚度，动刚度在数值上等于机器结构产生单位振幅所需的动态力。

动刚度越大，则机器结构在动态力作用下的振动量越小。

4．避开共振区根据实际情况尽可能改变系统的固有频率（主动减振）或改变机器的工作转速（被动减振），使机器不在共振区内工作。

5.适当增加阻尼(阻尼吸振)阻尼吸收系统振动的能量，使自由振动的振幅迅速衰减，对于强迫振动的振幅有抑制作用，尤其在共振区内甚为显著。

6.动力吸振(被动吸振)对某些设备上的测量或监控仪表，采用在仪表下安装动力吸振器的方法可稳定仪表的指针，提高测量精度。

7.采取隔振措施用具有弹性的隔振器，将振动的机器(振源)与地基隔离，以便减少振源通过地基影响周围的设备，这就是主动隔振或积极隔振；或将需要保护的精密设备与振动的地基隔离，使不受周围振源的影响，这就是被动隔振。

下面介绍隔振的基本理论。

被隔振的机器或设备与隔振器相比，可认为前者只有质量而不计弹性，后者是只有弹性和阻尼而不计质量，这样在只考虑单方向振动的情形下，可简化为单自由度隔振系统，如图14-16所示。

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二、实验装置与仪器框图
三、实验结果与分析
1. 主动隔振 1） 实验数据
2） 根据主动隔振方法1）按公式（2）、（4）计算出隔振系数a η和隔振效率a ε。

3）根据主动隔振方法2）按公式（3）、（4）计算出隔振系数a η和隔振效率a ε
4）对两种结果进行对比分析
2． 被动隔振 1）实验数据
隔振系统固有频率0f =（ ）Hz
（注：激振频率可调在10、15、20、25、30、35、40、50、70、100HZ(附近），但必须另有使1λ=的两个激振频率）
2）根据表2绘制λη-p 曲线和λε-p 曲线（要求用坐标纸绘制）。

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。

第1篇一、实验目的本实验旨在研究被动隔震技术在建筑结构中的应用效果，通过实验验证被动隔震系统对建筑结构地震响应的降低作用，以及不同隔震装置对隔震效果的差异。

二、实验原理被动隔震技术是通过在建筑结构中引入隔震装置，将地震能量在传递过程中部分吸收或转换，从而降低建筑结构的地震响应。

常见的隔震装置有摩擦滑移型、橡胶隔震垫、金属隔震垫等。

三、实验设备1. 隔震实验台架：用于模拟建筑结构在地震作用下的动力响应。

2. 地震模拟器：用于产生模拟地震波，模拟地震作用。

3. 测量仪器：加速度计、位移计、力传感器等，用于测量建筑结构的加速度、位移和受力情况。

4. 数据采集与分析系统：用于实时采集实验数据，并进行处理和分析。

四、实验方法1. 实验装置搭建：将实验台架、地震模拟器、测量仪器等设备按照实验要求进行搭建。

2. 隔震装置选择：选择不同类型的隔震装置，如摩擦滑移型、橡胶隔震垫、金属隔震垫等，分别进行实验。

3. 实验数据采集：在地震模拟器作用下，对建筑结构的加速度、位移和受力情况进行实时采集。

4. 数据处理与分析：对采集到的实验数据进行处理和分析，比较不同隔震装置对隔震效果的差异。

五、实验结果与分析1. 摩擦滑移型隔震装置实验结果：- 加速度降低：采用摩擦滑移型隔震装置后，建筑结构的加速度降低了约30%。

- 位移降低：采用摩擦滑移型隔震装置后，建筑结构的位移降低了约25%。

- 受力降低：采用摩擦滑移型隔震装置后，建筑结构的受力降低了约20%。

2. 橡胶隔震垫实验结果：- 加速度降低：采用橡胶隔震垫后，建筑结构的加速度降低了约40%。

- 位移降低：采用橡胶隔震垫后，建筑结构的位移降低了约35%。

- 受力降低：采用橡胶隔震垫后，建筑结构的受力降低了约30%。

3. 金属隔震垫实验结果：- 加速度降低：采用金属隔震垫后，建筑结构的加速度降低了约50%。

- 位移降低：采用金属隔震垫后，建筑结构的位移降低了约45%。

- 受力降低：采用金属隔震垫后，建筑结构的受力降低了约40%。