下载文档原格式
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。
了解阻尼对振动系统的影响及应对方法阻尼是振动系统中一个重要的参数，它对振动系统的影响不可忽视。
在本文中，我们将探讨阻尼对振动系统的影响以及应对方法。
一、阻尼对振动系统的影响阻尼是指振动系统中的能量损耗过程，它可以减小振动系统的振幅，并使其逐渐趋于稳定状态。
阻尼的存在可以消除振动系统的过渡过程，使其更加稳定和可靠。
1. 减小振幅阻尼的主要作用之一是减小振动系统的振幅。
当振动系统受到外界激励时，如果没有阻尼的存在，振动系统将会不断地振荡下去，振幅可能会越来越大，甚至导致系统失控。
而有了阻尼后，能量损耗将会使振幅逐渐减小，使系统保持在一个合适的范围内。
2. 调整振动频率阻尼还可以调整振动系统的频率。
在没有阻尼的情况下，振动系统的频率由其固有频率决定。
但是，当阻尼存在时，振动系统的频率将会发生变化。
具体来说，阻尼会使振动系统的固有频率减小，从而影响系统的振动特性。
二、应对方法在实际应用中，我们常常需要对振动系统进行控制和调节，以满足特定的需求。
下面是一些常用的应对方法：1. 增加阻尼如果振动系统的振幅过大或频率不稳定，可以考虑增加阻尼来控制振动。
增加阻尼的方法有很多种，例如增加阻尼材料的摩擦力、调整阻尼器的参数等。
通过增加阻尼，可以有效地减小振动系统的振幅，并使其更加稳定。
2. 优化结构设计在设计振动系统时，可以通过优化结构设计来减小振动的影响。
例如，在建筑物的设计中，可以合理选择材料、增加结构的刚度等，以减小振动系统的振幅。
此外，还可以采用隔振措施，如增加隔振垫、设置隔振支座等，来减小振动对周围环境的影响。
3. 使用控制器在一些需要精确控制振动的应用中，可以使用控制器来实现振动系统的控制。
控制器可以根据实际需求调整振动系统的参数，以实现对振动的精确控制。
例如，在飞机的自动驾驶系统中，控制器可以根据飞行状态和航线要求，调整飞机的姿态和振动，使其保持稳定和平稳。
总结起来，了解阻尼对振动系统的影响及应对方法对于设计和控制振动系统具有重要意义。
机械工艺中的振动与噪声控制技术在现代工业生产中，机械工艺的广泛应用极大地提高了生产效率和质量，但随之而来的振动与噪声问题也给工作环境和设备的稳定运行带来了诸多挑战。
振动不仅会影响机械的精度和寿命，还可能通过结构传递引发噪声，对操作人员的身心健康造成损害，同时也可能干扰周边环境。
因此，深入研究和应用振动与噪声控制技术对于提高机械工艺的性能和可持续发展具有重要意义。
机械振动与噪声产生的原因多种多样。
首先，机械部件的不平衡是常见的原因之一。
例如旋转部件如轴、叶轮等，如果在制造或安装过程中存在质量分布不均匀的情况，高速旋转时就会产生离心力，从而引发振动。
其次，机械部件之间的配合间隙不当也会导致振动。
例如，轴与轴承之间的间隙过大或过小，都会使运动不平稳，产生振动。
再者，传动系统中的误差，如齿轮的啮合不良、皮带的松紧不均等，也会引发振动，并进一步产生噪声。
另外，工作载荷的变化、设备的安装基础不稳固等因素同样可能引起振动和噪声。
为了有效地控制机械工艺中的振动与噪声，我们可以从多个方面入手。
首先是优化机械设计。
在设计阶段，应充分考虑部件的平衡、配合精度和传动的平稳性。
例如，对于旋转部件，可以通过精确的加工和平衡校正来减少不平衡量；在选择传动方式时，应优先考虑传动平稳的类型，如采用同步带传动代替普通的 V 带传动。
材料的选择也对振动与噪声控制有着重要影响。
使用具有良好阻尼特性的材料可以有效地吸收振动能量，减少振动的传递和噪声的辐射。
例如，在一些关键部位使用橡胶、高分子聚合物等阻尼材料，可以起到减振降噪的效果。
在机械结构方面，可以通过改进结构的固有特性来控制振动。
例如，增加结构的刚度可以提高固有频率，避免与激励频率重合，从而减少共振的发生；采用合理的结构布局，如对称设计、分散载荷等，可以使振动分布更加均匀，降低局部振动的强度。
对于已经存在的振动和噪声问题，采用减振和降噪的装置是一种有效的解决方法。
常见的减振装置包括弹簧减振器、橡胶减振器等，它们可以将振动源与基础隔离开来，减少振动的传递。
阻尼降噪原理
阻尼降噪是指利用某些物质的弹性势能来消耗振动能量的方法，其实质是利用物质的某些特性，在结构中形成一个阻尼层，以降低振动速度和幅度。
例如，在有弹性夹层的梁中，当一阶弯曲振动通过弹性夹层时，由于有一定的阻尼作用，使梁中振动速度衰减较慢。
又如，在一个刚性圆板内装一块橡胶板和一块金属板，金属板置于圆板中。
当一阶弯曲振动通过圆板时，金属板会被压缩变形而与橡胶板一起向外运动。
此时如果在金属板面贴上橡胶板或在金属板面上涂上一些粘性流体（如水），当这两种物质混合在一起时会使金属板产生明显的阻尼力，从而使振动速度下降。
利用这种方法可以制造出具有消声效果的建筑物。
这种消声作用主要是由于建筑结构中某些部位采用了阻尼材料引起的。
阻尼降噪方法是利用某些物质的弹性势能来消耗振动能量，这种能量可以分为弹性、粘弹性和粘弹三种。
其中，弹性势能是通过阻尼材料本身的粘弹性而消耗振动能量；而粘弹性则是通过粘结在结构中的粘性流体（水）来消耗振动能量。
—— 1 —1 —。
阻尼是什么_知识大全相信很多人都不知道阻尼是什么吧，那么它到底是什么呢?以下是小编整理的关于阻尼的相关内容，欢迎阅读和参考!阻尼是什么_知识大全阻尼(英语：damping)是指任何振动系统在振动中，由于外界作用或系统本身固有的原因引起的振动幅度逐渐下降的特性，以及此一特性的量化表征。
在电学中，是响应时间的意思。
阻尼(damping) 的物理意义是力的衰减,或物体在运动中的能量耗散。
通俗地讲，就是阻止物体继续运动。
当物体受到外力作用而振动时,会产生一种使外力衰减的反力,称为阻尼力(或减震力) 。
它和作用力的比被称为阻尼系数。
通常阻尼力的方向总是和运动的速度方向相反。
因此,材料的阻尼系数越大,意味着其减震效果或阻尼效果越好。
在五金配件中的应用：阻尼铰链，阻尼滑轨等。
拓展阅读：阻尼释义在机械物理学中，系统的能量的减小——阻尼振动不都是因“阻力”引起的，就机械振动而言，一种是因摩擦阻力生热，使系统的机械能减小，转化为内能，这种阻尼叫摩擦阻尼;另一种是系统引起周围质点的震动，使系统的能量逐渐向四周辐射出去，变为波的能量，这种阻尼叫辐射阻尼。
阻尼是指阻碍物体的相对运动、并把运动能量转化为热能或其他可以耗散能量的一种作用。
阻尼的作用主要有以下五个方面：(1)阻尼有助于减少机械结构的共振振幅，从而避免结构因震动应力达到极限造成机构破坏;(2)阻尼有助于机械系统受到瞬时冲击后，很快恢复到稳定状态;(3)阻尼有助于减少因机械振动产生的声辐射，降低机械性噪声。
许多机械构件，如交通运输工具的壳体、锯片的噪声，主要是由振动引起的，采用阻尼能有效的抑制共振，从而降低噪声;(4)可以提高各类机床、仪器等的加工精度、测量精度和工作精度。
各类机器尤其是精密机床，在动态环境下工作需要有较高的抗震性和动态稳定性，通过各种阻尼处理可以大大的提高其动态性能;(5)阻尼有助于降低结构传递振动的能力。
在机械系统的隔振结构设计中，合理地运用阻尼技术，可使隔振、减振的效果显著提高。
噪音与振动控制噪音与振动控制噪音和振动是现代社会不可避免的问题，对于人们的生活、健康和环境都会造成不良影响。
噪音不仅会影响大家的健康，还会干扰我们的日常生活，影响我们的工作效率和生产效率，影响我们的睡眠质量，而振动也会产生相应的影响，如建筑物的振动会造成结构不稳定、损坏和裂缝，使建筑物寿命缩短，影响安全性和舒适度，而机械设备的振动也会对其使用寿命和性能产生影响，同时也会产生噪音，引起环境污染和健康风险。
因此，噪音和振动控制已成为一个关键技术问题。
噪音控制噪音控制的方法可以从源头控制、传播路径控制、接收体控制等方面入手，以下是具体的控制方法：1.源头控制：通过改变噪声源的性质或消除噪声源来控制噪声。
如控制机器噪声、振动，使用低噪声电器等，从而减少对周围环境的噪音污染。
2.传播路径控制：通过隔离或消除噪声传播路径上的声音来减少噪声的传播，如在建筑物内安装隔音材料、采用隔音玻璃等措施。
3.接收体控制：通过加强接收体（如居住者、听众等）的保护来减少噪声的影响。
在居住地装隔音门窗等，同时佩戴防止噪声的耳塞。
4.综合控制：综合运用源头控制、传播路径控制、接收体控制等措施来控制噪声，对特别重要区域使用双重隔音技术。
振动控制振动控制主要是对振动的能量进行消耗、反相和隔离来遏制振动的扩散，具体的控制方法如下：1.质量控制：通过增加质量来增加系统的耐振性能。
2.刚度控制：通过增强结构的刚度来提高系统的抗振性。
3.阻尼控制：通过适当的阻尼有针对性地降低系统的共振频率，消除振动能量。
4.隔振控制：通过采用隔振措施切断振动的传递路径，如采用弹性支座、隔振橡胶等，从而达到振动控制的目的。
噪音和振动控制是一个涉及多个方面的技术和工程问题，需要综合考虑和实践，在不同场合、不同需求情况下采取不同的技术方法和工程措施，从而达到控制噪音和振动的目的，提高人们的生活质量和工作效率。
噪声和振动控制中阻尼技术的理解
侯永振
（天津市橡胶工业研究所，天津 300384）
摘要：简要介绍了阻尼材料以自由阻尼、约束阻尼两种阻尼处理方式构成结构阻尼，以及阻尼技术用于振动隔离，通过降低共振可传递性，从而使振动和噪声得到控制的基本原理。
关键词：结构阻尼；振动隔离；阻尼处理；噪声降低
1 导论
机械运转产生的振动现象随处可见，飞机、舰船、机床、汽车、轨道交通（如城市轻轨火车）、水暖管道、纺织机械、空调器、电锯、升降机等机械发出较强的振动和噪声，不仅污染环境，还会影响设备的加工精度，加速结构的疲劳损坏和失效，缩短机器寿命，影响交通车辆的舒适性。
不论怎样的应用，通常都需要几种技术对噪声和振动进行有效控制，而每一种技术都有助于环境的更加安静。
对于大多数应用来说，可以采用四种控制噪声和振动的方法：（1）吸收；（2）使用障板和罩子；（3）结构阻尼；（4）隔振。
在这些分类中虽然有一定程度的相互交叉，但通过对问题的恰当分析和减振降噪技术的合理应用，每种方法都能够产生显著的减振降噪效果。
仅次于吸收材料和大块障板层的应用，通常还要弄明白减振降噪的原理。
因此，本文将集中介绍涉及降低结构振动的第（3）和第（4）种方法。
2 结构阻尼
结构阻尼降低振源处由冲击产生的稳态的噪
作者简介：侯永振(1957-),男，天津市橡胶工业研究所高级工程师，主要从事橡胶阻尼材料、橡胶减振材料及制品、橡胶防腐衬里、橡胶吸声材料及制品、乳胶手套、胶粘剂、橡胶杂品等研究和开发工作。
声，它所消耗的是在结构阻尼构成之前并以声的形式在结构中辐射的振动能。
然而阻尼仅抑制共振。
尽管有时由于敷设阻尼材料从而提高了系统的刚度和质量而对于强迫振动的非共振振动的衰减有点效果，但靠阻尼则衰减很少。
阻尼处理由为了提高阻尼结构消耗机械能能力而被应用于阻尼元件的任何材料（或材料组合）组成。
当用于强迫振动结构时，在其固有（共振）频率或其附近，它常是最有用的。
该固有（共振）频率受由许多频率成份构成的激振力的振动频率的影响，而这许多频率成份受冲击或其它瞬态力或传递到噪声辐射的结构表面的振动的影响。
尽管所有材料都呈现一定量的阻尼，然而许多材料（如钢、铝、镁和玻璃）有如此小的内部阻尼，是传递振动和噪声的良好介质，几乎不具备降低振动和噪声的能力，以致于它们的共振性能使其成为了有效的声辐射器。
但钢材等金属材料强度高，常作为结构材料使用；而橡胶等高分子材料，由于本身的化学结构特性，使得它们具有较高的阻尼性能，具备很强的降低振动和噪声的能力，是最主要的减振降噪材料之一，代表着减振降噪材料的发展方向，尤其是近十几年发展起来的高阻尼橡胶或其它高分子阻尼材料，具备非常突出的减振降噪性能，几乎是目前从科学意义上讲最理想的减振降噪材料。
但这类阻尼材料
的强度较低，不能单独作为结构材料使用，因此人们就把这些高阻尼低强度的阻尼材料粘贴在高强度低阻尼的钢材等金属材料上，形成金属橡胶复合阻尼材料，从而使复合后的结构阻尼材料既具有钢材的高强度又具有橡胶阻尼材料的高减振降噪性能，通过使发生振动的结构与具有高阻尼的材料的密切接触从而构成的结构阻尼，或使发生振动的结构与该具有高阻尼的、高动态刚度的结构阻尼材料的密切接触，控制振动系统的结构共振是可能的。
常用的阻尼材料，大多是粘弹性的，即当变形时它们能够储存应变能，同时通过滞后作用而耗散所储存的该应变能的一部分能量。
阻尼材料的减振降噪性能本质上取决于材料的内耗，材料内耗的大小通常用材料的损耗因子表征，材料的损耗因子越大，减振降噪性能越好。
几种类型的阻尼材料可以以薄片形式应用，有些在自然状态下是胶粘剂，有些在高温下使用的是状似瓷釉的材料。
根据使用条件和使用要求的不同，复合阻尼材料一般有两种不同的阻尼处理方式。
自由层阻尼或拉伸阻尼是阻尼材料最简单的一种应用形式，见图1。
通过强力胶粘剂将阻尼材料简单地附着在一个结构的表面；将阻尼材料一遍又一遍地涂抹在结构的表面，或者将该结构浸入一个加热液化而冷却变硬的材料槽内来制做。
在来自于基底结构的曲挠应力的作用下，引起阻尼材料的拉伸和压缩而耗散能量。
随着阻尼层厚度的增加，阻尼效果也增加。
改变阻尼材料的组份，也会改变阻尼效果。
图2中的例子说明了拉伸阻尼的阻尼效果。
图中曲线表示五种拉伸阻尼系统。
每个实例中，阻尼片的厚度为3/16英寸，而钢基底层厚度介于1/32至1/2英寸之间。
从这些数据可以获得整个系统的损耗因子（共振时每弧度角度耗能的量度），和相应的估算“足够大”阻尼板冲击噪声降低——这种噪声水平的降低是阻尼衰减了每秒被多次撞击的阻尼板振动强度的结果。
该实例中的“足够大”是指阻尼板的尺寸等于或大于以声波形式辐射的振动的弯曲波长。
温度的影响显而易
图1 自由层阻尼处理结构系统
见。
1/2英寸厚钢板的阻尼板比1/32英寸厚钢板的阻尼板出现噪声降低峰的温度更低。
图2 自由层阻尼结构系统的阻尼效果
约束层阻尼系统（CLD）经常用于非常刚硬的结构，见图3。
通过层压法将基底层、阻尼层和一个附加的第三层约束层成型为一个“三明治”结构。
当阻尼系统因振动而产生曲挠时，就会在阻尼层中显现剪切应力，能量就会通过材料的剪切形变而耗散，而不是通过材料的拉伸形变。
图3 约束层阻尼结构系统
图4 约束层阻尼结构系统的损耗因子及估算
的噪声降低
几种CLD钢材系统的系统损耗因子和估算的噪声降低如图4所示。
对于一个特定的基底层厚度，得到的值显著高于图2中的那些结果，尽管阻尼材料的性能和厚度都是相同的。
此外，在不改变材料组成的情况下，通过改变层厚度比来优化各温度下的系统损耗因子，如图5。
图5 改变阻尼层厚度优化各温度下的系统损耗因子 只要表面与表面间的压力适当，这种约束层阻尼处理方法是无可挑剔的。
这些层可以通过螺固或铆固方式代替粘结方式而成为一个三明治结构，仍然能提供最优的阻尼性能。
如果使用胶粘剂，则该胶粘剂必须有高的抗剪刚度。
胶粘剂中的剪切应力会降低阻尼层的剪切应力，从而降低系统的阻尼效果。
CLD系统的另一优点就是它们可以应用于苛刻的环境。
阻尼层完全被顶部的约束层所覆盖，使它根本不经受磨损或变坏的条件。
对于结构阻尼，不管是拉伸型还是约束层结构阻尼，都提供了一个在声源处解决噪声控制问题的途径。
另外，利用阻尼板100%覆盖区域的面积来获得显著的噪声降低通常是不必要的。
比如，覆盖区域面积为50%的阻尼板提供的噪声降低一般只比覆盖面积为100%的阻尼板小3分贝；25%覆盖面积的只小6分贝。
如果应用适当，阻尼花
费的效果就象其声学效果一样好。
一般来说，材料或复合阻尼结构的阻尼性能是温度和频率的函数。
选择阻尼材料和复合阻尼结构时，除考虑具体的阻尼处理结构外，要同时考虑材料的阻尼性能，即：材料的弹性模量和损耗因子，以及材料的阻尼性能随温度和频率的变化情况，以便和使用的温度和需要减振的频率条件相适应。
3 振动隔离
这种方法降低振动能从一个系统向另外一个系统的传递。
常见的隔振器有钢弹簧、橡胶垫或波纹管。
这些装置可以采用很多样式进行使用，并且可以隔离重几磅到数千磅的总重量。
汽车悬挂是阻尼隔振的一个很好例子。
冲击吸收器通过泵一种流体穿过具有预先确定的高速流动阻力的孔板而耗散能量。
很多隔振系统采用弹性体材料来提供弹力和阻尼。
虽然大多数橡胶在低频率下呈现的损耗因子小于0.2，或者大致为临界阻尼的10%。
但在一定频段，有些橡胶能够获得有用的阻尼。
共振时，当一个系统每弧度角耗散的能量与它所储存的能量同样多时，就认为它达到了临界阻尼。
损耗因子等于临界阻尼除以50的比率。
比较各种隔振器的隔振性能的一种方法是测定它们的传递性。
典型的可传递性曲线如图6所示。
比较隔振装置所用材料的振动加速度响应，当材料的阻尼增加时，在固有频率或接近固有频率时系统的放大响应会最小。
尤其在实际应用中这是非常有益的，比如步进电机，它要在不同频率下工作；或者这些装置在工作循环中经常经历启动或减速过程。
如果装置中只有很小阻尼或没有阻尼作用，共振放大响应可以高达23分贝，即放大系数为14.2。
在一个设备的隔离安装中，发生自由共振运动可以导致从可接受的结果直到灾难性的结果，这取决于所用隔离元件的工作性能。
具有内部共振的无阻尼安装，可以将可观的高频振动能量从 设备传递到它的支撑结构，在共振和接近共振时所产生的巨大的力，很容易损坏内部元件，甚至将设备从其安装的基础上振裂。
图6 典型的可传递性曲线
4 结论
实际上象其它所有工程成就一样，噪声和振动控制的根本也是花费与效益。
转化为复杂问题的可行的、便宜的解决途径，针对任务，通过精密的计划、精心的设计、和专业化设计的阻尼材料与阻尼结构的合理选择，可以实现在根源上降低噪声和振动的最大利益。
基于对阻尼材料和阻尼减振降噪技术原理的理解，使得相关技术人员能够据此设计出不但工作起来更加安静、振动更小、更加精确，而且制做起来不必花费太多，没有多大困难的产品。
