阻尼减振优秀课件

2 × 10 -1 ~5
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从物理现象上区分，阻尼可以分为以下五类： （1）工程材料内阻尼
工程材料种类繁多，尽管其耗能的微观机制有差异， 宏观效应却基本相同，都表现为对振动系统具有阻尼 作用，因这种阻尼起源于介质内部，故称为工程材料 内阻尼。
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材料阻尼的机理：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 OPA 因上述原因形成略有上 凸的曲线而不再是直线，而卸载线 AB 将低于加载线 OPA 。 于是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。
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实例
在铆接飞机、轮船这种大的结 构时，或在生产零部件的过程中，会 产生高声级的噪声。这是因为引起的 碰撞及大尺寸零部件能有效地将振动 能转变为噪声。
解决办法
在铆接时对结构件临时使用阻 尼衬垫，以降低共振强度，并可减 弱振动从铆接点向壁板其它地方的 传播。
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实例
在砂轮机上磨圆锯刀刃时，由 于共振的存在，且内阻尼很低，故 产生很大噪声。
同时阻尼层的刚度总是力图阻止
板面的弯曲振动，从而降低了金属
板的噪声辐射，这就是阻尼减振的
原理。
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损耗因子 ：表征阻尼性能最常用的量。
大多数金属材料的损耗因子为 105 ~104； 木材为 10 2 ； 软橡胶为102 ~101；
一般认为，损耗因子至少在0.01数量级， 并可与金属紧密粘附的材料，方可作为减振 阻尼材料使用。
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常用材料的损耗因子
材料
钢、铁 有色金属
玻璃 塑料 有机玻璃 木纤维板 混凝土 砂（干砂） 粘弹性材料
损耗因子
1 × 10 -4 ~ 6 × 10 -4 1 × 10 -4 ~ 2 × 10 -3 0.6 × 10 -3 ~ 2 × 10 -3 5 × 10 -3 ~ 1 × 10 -2 2 × 10 -2 ~ 4 × 10 -2 1 × 10 -2 ~ 3 × 10 -2 1.5 × 10 -2 ~ 5 × 10 -2 1.2 × 10 -1 ~ 6 × 10 -1
2) 阻尼有助于机械系统受到瞬态冲击后，很快恢复到 稳定状态。
3) 阻尼有助于减少因机械振动所产生的声辐射，降低 机械噪声。
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。
5) 阻尼有助于降低结构传递振动或声能的能力，用于 隔振、隔声及阻断能量的传递。
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7.2 阻尼减振的原理
当金属板壳被涂上高阻尼材料后， 受激产生振动时，阻尼层也随之振 动，一弯一折使阻尼层时而被压缩， 时而被拉伸，从而使金属板和阻尼 层之间、阻尼层内部分子之间不断 发生相对位移，由于其摩擦阻力很 大，便使振动能量不断转化为热能 而被消耗。
抛物面形。这样，流体内部的速度梯度、流体和管壁的相对速度，均 会因流体具有粘滞性而产生能耗及阻尼作用，称为粘性阻尼。粘性 阻尼的阻力一般和速度成正比。
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（3）接合面阻尼与库仑摩擦阻尼
相对位移和外力之间关系曲线
接合面阻尼是由微观的变形所产生的，而库仑摩擦阻 尼则由接合面之间相对宏观运动的干摩擦耗能所产生。
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阻尼技术 就是充分运用阻尼耗能的一般
规律，从材料、工艺、设计等各项技术问题上发 挥阻尼在减振方面的潜力，以提高机械结构的抗 振性、降低机械产品的振动、增强机械与机械系 统的动态稳定性。
阻尼器：一种抑制结构振动的有效装置。
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7.1.2 阻尼的作用
1) 阻尼有助于降低机械结构的共振振幅，从而避免结 构因动应力达到极限所造成的破坏。
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【例】
其底座内所填充的 混凝土的内摩擦阻力较 高，再配上封泥芯的床 身，使机床有较高的抗 振性。
DEN480L型数控车床底座和床身示意图
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（5）磁电效应阻尼
机械能转变为电能的过程中，由磁电效应产生阻尼。 在磁极中间设置金属导磁片，磁片旋转时切割磁力 线而形成涡流，涡流在磁场作用下又产生与运动相反的 作用力以阻止运动，由此而产生的阻尼称为涡流阻尼。 涡流阻尼的能量损耗由电磁的磁滞损失和涡流通过电阻 的能量损失组成。
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7.1 阻尼的定义与作用
7.1.1 阻尼的定义
阻尼 是指系统损耗能量的能力。从减振的角
度看，就是将机械振动的能量转变成热能或其它 可以损耗的能量，从而达到减振的目的。 视频
阻尼材料 在振动物体产生高的共振振幅前,先将 一部分振动能在自身中消耗 ,以达到减小振幅、 降低振动能之目的,这就是阻尼材料。是具有较大 内损耗、内摩擦的材料，如沥青、软橡胶以及其 他一些高分子涂料。
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大型齿轮的两种消振、消声结构设计
1）大阻尼材料 2）铆钉 3）约束层 4）弹簧环 5）环形槽
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（4）冲击阻尼
冲击阻尼是另一种结构耗能方式。工程中可以通过 设置冲击阻尼器来获得冲击阻尼，例如砂、细石、铅丸 或其他金属块、以至于硬质合金等，均可用作冲击块， 以获得冲击阻尼。
工程上已经将这种阻尼机理成功地应用于雷达天线、 涡轮机叶片、继电器、机床刀杆及主轴等。冲击阻尼的 机理是通过附加冲击块，将主系统的振动能量转换为冲 击块的振动能量，从而达到减小主系统的振动的目的。
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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阻尼减振
用金属薄板制成的机罩、管道、车船体及飞 机外壳等，常会因振动的传导发生剧烈振动， 从而产生较强的噪声。降低这种振动噪声普遍 采用的方法是在振动构件上紧贴或喷涂一层高 阻尼的材料，或者把板件设计成夹层结构。这 种降噪措施习惯上称作阻尼减振，简称阻振。
–多用于大面积薄板类的减振
解决办法
用硬盘将橡胶减振材料制成的 圆片固定在锯片上，对刀锯既增加 了质量又增加了阻尼能力，这就降 低了共振放大。
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大的宇航器、发射器在发射阶段往往受到激烈的 发动机噪声干扰。
某大型发射器发射时在壳体外部测得的声压级
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7.1 阻尼的定义与作用 7.2 阻尼减振的原理 7.3 阻尼材料 7.4 阻尼基本结构及其应用
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（2）流体的粘滞阻尼
在实际工程中，各种结构往往与流体相接触，而 大部分流体都具有一定黏滞性，当这些结构相对其周 围流体介质运动时，后者给前者以运动阻力，对振动 物体做负功，使其损失一部分机械能，这些机械能最 终转变为热能。
流体在管道中流动 如果流体具有粘滞性，流体各部分流动速度是不等的，多数情况下，呈