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。
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。