隔振原理
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维也纳声学院隔振原理维也纳声学院是一种用于减少声音传播的隔振原理。
它由奥地利物理学家海因里希·威尔哈尔姆·珀特夏兹在19世纪末发明,并在维也纳音乐协会建筑物中得到了广泛应用。
维也纳声学院为音乐表演提供了极佳的音质和声学环境,成为世界上最著名的音乐厅之一维也纳声学院的隔振原理主要依靠两个关键设计特点:声音衍射和振动分离。
首先,声音衍射是指声波在遇到不连续的障碍物时会发生偏折和弯曲。
通过精心设计的墙壁、地板和天花板上的曲线、棱角以及深度变化,声音会发生多次衍射和散射,从而减少了声波的传播。
其次,维也纳声学院利用振动分离技术将建筑物本身和周边环境的振动从音乐活动中隔离开来。
这种技术通过在大厅的基础中嵌入减震器和隔振垫来实现。
减震器是一种能够吸收振动和减少能量传递的装置,能够将机械振动转化为不可感知的热能。
而隔振垫则是一种材料,具有良好的减震和隔音性能,能够阻止振动的传播。
维也纳声学院还应用了多层隔音和隔热结构以进一步减少外界噪音的干扰。
建筑物的外墙通常由数层不同厚度和密度的材料构成,这些材料能够吸收和反射噪音。
此外,各层之间还通过空气层隔开,形成有效的隔音和隔热层。
这些设计可以减少外界繁忙城市环境和交通噪音的干扰,为音乐表演提供清晰而真实的声音。
维也纳声学院还考虑了人工照明和空调系统对声学环境的影响。
在光线设计方面,建筑物的灯具被精确地布置在角落和墙壁的特定位置,以减少直射光和散射光对音质的影响。
此外,维也纳声学院的空调系统采用了低噪音和无震颤的设计,最大限度地减少了系统的振动和噪音,确保了音乐表演的清晰度和真实性。
维也纳声学院的成功建立归功于对声学原理和建筑物设计的深入研究和精确计算。
通过采用衍射、振动分离、多层隔音和隔热等技术,维也纳声学院创建了一个近乎理想的声学环境,提供了卓越的音质和听觉体验。
它的设计思路和技术手段对于其他音乐厅和建筑物的声学优化有着重要的借鉴意义,为音乐表演和听众的享受提供了更好的条件。
隔振与阻尼的关系隔振是利用振动元件间阻抗的不匹配,以降低振动传播的措施。
隔振技术常应用在振动源附近,把振动能量限制在振源上,不向外界扩散,以免激发其他构件的振动;也应用在需要保护的物体附近,把需要低振动的物体同振动环境隔开,避免物体受振动的影响。
采取隔振措施主要是设计合适的隔振器。
隔振的原理是把物体和隔振器(主要是弹簧)系统的固有频率设计得比激发频率低得多(至少低3倍);但对高频振动要注意把隔振器的特性阻抗设计得与连结构件的特性阻抗有很大变化(至少差3倍)。
为此,隔振器如用钢丝弹簧,还要垫上橡皮、毛毡等作的垫子。
在隔振器的设计中,还应该考虑阻尼的作用。
对启动过程中变速的机械,设计隔振器时应加阻尼措施,以免经过共振频率时振动过大。
阻尼是通过粘滞效应或摩擦作用把振动能量转换成热能而耗散的措施。
阻尼能抑制振动物体产生共振和降低振动物体在共振频率区的振幅,具体措施就是提高构件的阻尼或在构件上铺设阻尼材料和阻尼结构。
如近年来研制成的减振合金材料,具有很大的内阻尼和足够大的刚性,可用于制造低噪声的机械产品。
另外,在振动源上安装动力吸振器,对某些振动源也是有效的降低振动措施。
对冲击性振动,吸振措施也能有效地降低冲击激发引起的振动响应。
电子吸振器是另一种类型的吸振设备。
它的吸振原理与上述隔振、阻尼不同,它是利用电子设备产生一个与原来振动振幅相等、相位相反的振动,来抵销原来振动以达到降低振动的目的(见有源降噪)。
隔振和阻尼的关系一般情况下,隔振设备和阻尼设备的功能是差不多的,两者是相辅相成的,所以在选型的时候,一定要挑选合理的平衡点。
阻尼的作用1 / 2单纯从隔振观点来说,阻尼的增加会降低隔振效果,但是在机器的实际工作过程中,外界的激励,除简谐型外还可能包含一些不规则的冲击,由于冲击会引起设备较大振幅的自由振动,增加阻尼的目的就是能使自由振动很快消失,尤其是当隔振对象在起动及停车而经过共振区时,阻尼就显得更加重要。
隔音、吸声、隔振处理
隔音、吸声和隔振是声学控制技术的三个主要方面,它们各自有不同的原理和应用。
隔音:隔音是通过使用密实、质量重的材料(如木板、金属板、墙体等)阻挡并减弱在空气中声波的传播。
隔音材料的主要性能是隔声,而不具备吸音性能。
隔音主要是切断声音通过空气传播的途径。
吸声:吸声是通过使用多孔、质量轻的材料吸收入射声波,让声波透入材料内部而把声能消耗掉。
吸声材料的主要性能是吸声,而不具备隔声性能。
吸声处理在噪声传播途径上进行控制是一种传统常用而且有效的方法。
隔振:隔振是通过隔振措施将振动源与环境隔开,使设备产生的激振力通过减振装置隔离,从而有效抑制固体声。
隔振与吸声是两个完全不同的概念,隔声与隔振动要分开处理。
潜艇磁悬浮主动隔振原理
潜艇是一种重要的水下作战平台,其稳定性和隔振性能对于保障潜艇舰员的生命安全和作战效能至关重要。
而磁悬浮主动隔振技术的应用,为潜艇的稳定性和隔振性能提供了全新的解决方案。
磁悬浮主动隔振技术是一种基于磁场原理的隔振技术,通过潜艇底部的磁悬浮装置,可以在水下环境中实现潜艇的主动隔振,有效地减小外部环境对潜艇的影响,提高潜艇的稳定性和航行性能。
磁悬浮主动隔振技术的原理是利用电磁原理,通过控制电流和磁场的变化,使得潜艇底部的磁悬浮装置可以在水下环境中实现潜艇的主动隔振。
当外部环境发生震动或者冲击时,磁悬浮装置可以根据传感器的反馈信号,及时调整磁场的强度和方向,以抵消外部环境的影响,从而实现潜艇的稳定性和隔振效果。
相比传统的被动隔振技术,磁悬浮主动隔振技术具有更高的隔振效果和稳定性,可以更好地保护潜艇舰员的生命安全,同时也提高了潜艇的作战效能。
此外,磁悬浮主动隔振技术还可以减小潜艇的噪音和振动,提高潜艇的隐蔽性和生存能力。
总的来说,潜艇磁悬浮主动隔振技术的应用,为潜艇的稳定性和隔振性能提供了全新的解决方案,将在未来的潜艇设计和建造中发挥越来越重要的作用。
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。
设备隔振措施引言在许多工业和实验室环境中,存在许多震动和振动源,这些源会对一些精密的设备和仪器的工作稳定性和准确性产生负面影响。
为了解决这个问题,需要采取一系列的隔振措施来减少外部震动对设备的影响。
本文将介绍一些常见的设备隔振措施及其工作原理。
1. 胶垫隔振胶垫隔振是一种简单而有效的隔振方法。
它通过在设备和支撑面之间加入一层具有弹性的胶垫来减轻振动的传输。
胶垫隔振通过胶垫的柔性和能量吸收特性来降低传输到设备的振动能量。
胶垫隔振可以减少低频振动的传输效果比较好。
2. 悬浮隔振悬浮隔振是一种高级的隔振方法,它使用气体弹簧或电磁悬浮等技术将设备悬浮在空中,以减少外界振动对设备的影响。
悬浮隔振可以实现多自由度的隔振,并可以有效地减小低频振动的传输。
悬浮隔振系统通常由传感器、控制器和悬浮装置组成,可以实时监测外界振动并相应地调整悬浮装置的状态。
3. 被动隔振被动隔振是一种使用自行研发的隔振材料或隔振结构来减少外界振动的传输。
被动隔振通常采用吸振和隔振材料等方式来消除或吸收振动能量。
这些隔振材料和结构可以根据需要进行定制,以适应不同频率和振幅的振动。
被动隔振的优点是结构简单,无需外部能源,但其隔振效果受到频率和振幅的限制。
4. 主动隔振主动隔振是一种高级的隔振方法,它利用反馈控制系统实时调整隔振装置以适应变化的外界振动条件。
主动隔振系统通常由传感器、控制器和执行器等组成。
传感器监测外界振动,并将信号传递给控制器,控制器根据信号进行计算,调整执行器的状态以产生相应的力或位移,从而抵消外界振动。
主动隔振具有高度自适应性和隔振效果好的特点,但其系统复杂度和成本较高。
5. 环境隔离环境隔离是一种相对简单且经济的隔振方法,它通过将设备置于隔离舱或隔离室中来减少外界振动的传输。
隔离舱或隔离室由具有隔振特性的材料构建,有效地隔离了外界振动对设备的影响。
环境隔离对于对振动敏感的设备,如光学设备和精密仪器来说,是一种非常有效的隔振手段。
准零刚度隔振器是一种新型的隔振器件,其原理是在传统隔振器的基础上,引入了负刚度机构,实现了在某些特定频率范围内的刚度接近于零的效果,从而实现了高效的振动隔离。
具体来说,准零刚度隔振器由弹簧、阻尼器和负刚度机构组成。
弹簧负责提供系统的基本刚度,阻尼器则负责吸收振动能量,负刚度机构则负责提供系统的负刚度。
在工作时,当外部激励频率与系统的固有频率相等时,负刚度机构会产生一个与系统刚度相反的反作用力,使得系统的刚度接近于零,从而实现了高效的振动隔离。
相比传统的隔振器,准零刚度隔振器具有以下优点:
1. 高效的振动隔离:在特定频率范围内,系统的刚度接近于零,可以实现高效的振动隔离。
2. 宽频带特性:准零刚度隔振器可以在较宽的频率范围内实现高效的振动隔离,具有良好的宽频带特性。
3. 可调性强:准零刚度隔振器的刚度可以通过调整弹簧和负刚度机构的参数来实现调整,具有较强的可调性。
因此,准零刚度隔振器在精密仪器、航空航天、高速列车等领域具有广泛的应用前景。
生活中的隔振原理及应用1. 什么是隔振原理隔振原理是指将振动的物体与周围环境分隔开,阻断振动的传递或减小振动的幅度。
其核心原理是阻尼和共振。
2. 隔振原理的应用场景隔振原理在日常生活中有着广泛的应用,下面列举了一些常见的应用场景:•建筑隔振:在地震发生时,通过将建筑物与地面隔离,可以减小地震对建筑物的破坏。
•汽车隔振:通过在汽车底盘安装橡胶垫或减震器,可以减轻汽车行驶时的颠簸感。
•音响隔振:在音响等设备的底部安装隔振垫,可以有效减小声音传递所产生的振动和噪音。
•电子设备隔振:在电脑的硬盘、机箱等部件上添加隔振垫,可以减小设备震动对硬件的影响,延长设备的使用寿命。
3. 阻尼的作用阻尼是隔振原理中的关键概念之一,它通过给振动系统施加阻力,将系统的振动能量转化为热能,从而降低振动的幅度。
阻尼的作用包括以下几个方面:•减小振动幅度:通过增加阻尼,可以减小振动的幅度,从而降低振动对周围环境的影响。
•提高系统稳定性:合适的阻尼可以提高系统的稳定性,防止系统发生共振。
•保护设备:阻尼可以减小振动对设备的影响,延长设备的使用寿命。
4. 共振的危害共振是振动系统中的一种现象,当外界激励频率与系统固有频率接近时,会引发共振效应。
共振的危害包括以下几个方面:•增加振动幅度:当系统处于共振状态时,振动幅度会大大增加,可能造成设备的破坏。
•增加噪音产生:共振效应产生的振动会引起噪音,对周围环境和人的健康产生不利影响。
•减少设备寿命:共振效应产生的振动会对设备造成损害,缩短设备的使用寿命。
5. 隔振材料隔振材料是隔振应用中常用的材料,根据不同的需求和应用场景选择不同的隔振材料可以达到最佳的隔振效果。
常见的隔振材料包括:•橡胶:橡胶是一种优良的隔振材料,具有良好的弹性和阻尼性能,能够有效地吸收和减小振动。
•弹性体:弹性体材料具有良好的弹性恢复性能,在隔振应用中起到卓越的隔振效果。
•隔振垫:隔振垫是一种常见的隔振材料,可以根据需要选择不同厚度和硬度的隔振垫来实现不同的隔振效果。
隔振的原理和悬置的设计
隔振的原理是通过阻止机械振动、冲击波或其他外部干扰源传递到机器或设备上,从而减少或消除振动、噪声和其他不利影响。
隔振可通过以下几种方式实现:
1. 弹性材料:通常使用橡胶、弹簧或其他弹性材料将机器或设备支撑起来,以降低振动和噪声。
2. 悬挂系统:使用悬挂系统使机器或设备悬浮在空间中,以减少振动和噪声传递。
3. 动力控制:使用主动隔振系统、惯性弹性器等动力控制系统来实现振动和噪声的补偿和控制。
悬置的设计是一种隔振方法,通常适用于需要隔离高频振动或冲击波的设备或机器。
悬挂系统通常由多个支持点组成,并且可以使用弹性材料、气垫、磁悬浮等技术来实现。
悬挂系统需要考虑到多个因素,包括负载,环境条件和隔振性能。
适当的设计可以有效地减少机器或设备的振动,提高其性能,并延长其寿命。
动力反共振隔振动力反共振隔振是一种应用在工程领域中的重要技术,它能够有效地减少共振现象对设备和结构的影响,保证其正常运行和安全性。
本文将从动力反共振和隔振的基本概念、原理和应用角度进行阐述,旨在向读者介绍这一重要的工程技术。
一、动力反共振的基本概念和原理动力反共振是指通过改变系统的动力特性,使其与外界激励频率产生差异,从而避免共振现象的发生。
共振是指在特定条件下,系统受到与其固有频率相同的外界激励时,会产生非常大的振幅,从而导致系统的破坏或失效。
动力反共振的目的就是通过改变系统的刚度、阻尼或质量等参数,使其固有频率与外界激励频率产生差异,从而避免共振现象的发生。
动力反共振的原理主要包括两个方面:一是改变系统的刚度,即增加或减少系统的刚度,使其固有频率发生改变;二是改变系统的阻尼,即增加或减少系统的阻尼,使其固有频率发生改变。
通过改变刚度和阻尼这两个参数,可以有效地改变系统的固有频率,从而避免与外界激励频率产生共振。
二、动力反共振的应用领域动力反共振技术在工程领域中有着广泛的应用。
其中,振动控制是最常见的应用之一。
在很多机械设备中,由于工作过程中产生的振动会对设备产生不利影响,甚至导致设备的破坏,因此需要采取措施进行振动控制。
动力反共振技术就是一种常用的振动控制手段,通过改变系统的动力特性,避免共振现象的发生,从而减小振动对设备的影响。
动力反共振技术还被广泛应用于建筑结构的抗震设计中。
在地震发生时,由于地震波的作用,建筑结构会发生共振现象,从而导致结构的破坏。
为了保证建筑物的安全性,需要采取相应的措施来抑制共振现象。
动力反共振技术正是一种有效的抗震措施,通过改变建筑结构的动力特性,减小共振效应,提高结构的抗震能力。
动力反共振技术还被应用于航天、船舶、桥梁等领域。
在航天器发射过程中,由于发动机的振动会对航天器产生影响,因此需要采取动力反共振技术来保证航天器的稳定性和安全性。
在船舶和桥梁中,由于外界风浪和车辆振动等因素的影响,会产生共振现象,对船舶和桥梁的结构安全造成威胁,因此需要采取动力反共振技术进行振动控制和抗震设计。
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)()()222000
21/ωζωμ+-==kX kX F 代入上式得:()()()222202121ωζωωζ+-+=F F T 定义力传递率为:0F F S
T
==刚性支承传递的力幅幅通过弹性支承传递的力 则()()()222202121ω
ζωωζ+-+===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=ζ
2011ω-==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。