第九章 隔振与阻尼

1939 阻尼与隔振技术~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~丝本章提要振动控制和噪声控制相似，也从振源、振动传播途径和振动影响 地点三个环节治理。

本章讨论的隔振技术，不涉及对振动源本身机 械元件振动的抑制，只讨论在振动固体传声过程中隔振和阻尼的措 施。

本章主要介绍阻尼与隔振的基本概念、基本原理、基本方法，常 用隔振或减振器的应用。

简介隔振设计与隔振器选择时，降低振动 系统固有频率的计算和阻尼应用。

9. 1 隔 振物体振动时，除辐射空气声外，还不断将振动传递给基础。

人体感觉的振动频率分为 3 段：低频段为 30Hz 以上；中频段为 30 ~ 100Hz ；高频段为 100Hz 以 上。

人体对振动的感觉不仅与振动频率有关，还与振幅有关，它们的关系如图 9. 1 所示。

最有害的振动频率是与人体某些器官的固有频率吻合的频率，如人 体在 6Hz 左右，内腔在 8Hz 左右，头部在 250Hz 左右，神经中枢在 250Hz 左右。

低于 2Hz 的振动非常危险。

振动控制与噪声控制不同之处是采用阻尼、隔振、 吸振等措施减轻低频振动并阻止其传播，保护人及灵敏仪器设备免受振动影响。

9. 1. 1 隔振的基本概念隔振是通过降低振动强度来减弱固体声传播的技术。

通常把物体沿直线或~~~~~~~~~~~~丝~~~~~~~~~~~~丝194 图9. 1 人对振动的感觉与振动频率、振幅的关系弧线相对于基准平衡位置所做的往复运动称振动。

振动是一种周期性的往复运动，任何机械都会产生振动，机械振动的原因主要是旋转或往复运动部件的不平衡、磁力不平衡和部件的互相碰撞。

振动能量常以两种方式向外传播产生噪声：一部分由振动机器直接向空气辐射，称空气声；一部分振动能量通过承载机器的基础，向地层或建筑物结构传递，如图9. 2 所示。

在固体表面，振动以弯曲波的形式传播，能激发建筑物的地板、墙面、门窗等结构振动，再向空中辐射噪声，这种通过固体传导的声称为固体声。

9.隔振技术与阻尼减振课程教学基本要求：了解振动的传播及危害，振动控制的基本方法，理解隔振原理，隔振的力传递率，隔振元件，具备隔振设计及应用的能力。

课程内容：振动的传播及危害，振动控制的基本方法，隔振原理，隔振的力传递率，隔振元件，隔振设计及应用，阻尼减振原理，阻尼材料，阻尼减振结构。

振动的危害及其控制的基本方法。

环境振动，机械振动，隔振的力传递率，隔振效率。

固体声隔绝，隔振技术，阻尼减振。

9.1振动概述一、振动的来源振动是自然界中普遍存在的现象，其来源可分为自然振源和人工振源两大类：自然振源如地震、海浪和风等；人工振源如运转的各种动力设备、运行的交通工具、电声系统中的扬声器、人工爆破等。

凡是运转的机器设备,如锻压冲压机械、电机、风机、空压机、内然机等等,由于机械部件之间力的传递,总是产生一定的振动。

这些振动的能量一部分由振动的机器直接向空中辐射,称之为空气声,另一部分能量则通过承载机器的基础向地层或建筑物结构传递,这种通过固体传导的声叫做固体声。

振源的振动除了向周围空间辐射在空气中传播的声音(称“空气声”)外，还通过与其相连的固体结构传播声波，简称“固体声”。

固体声在传播的过程中又会通过固体表面的振动向周围空气辐射噪声，特别是当引起物体共振时，会辐射很强的噪声。

固体声的隔绝与空气声隔绝在技术上是完全不同的。

二、振动的影响及危害振动不仅能激发噪声,而且还能通过固体直接作用于人体,振动也是危害身体健康,降低工作效率,影响居民生活的环境物理因素。

同时,振动会影响精密仪器正常工作,强烈的振动有损于机器结构和建筑物结构。

振动特别是l一100Hz的低频振动，直接对人有影响，长期暴露于强振动环境中，人的机体将受到损害，振动产生的噪声会干扰人的生活、学习和工作；振动也会影响设备特别是精密仪器的正常工作，有时甚至破坏设备和建筑结构。

在振动环境中劳动和工作的人不但身心健康受到损害，而且由于振动使他们的视觉受到干扰，手的动作受妨碍和精力难以集中，造成操作速度下降、生产效率降低，并且可能出现质量事故。

9.隔振技术与阻尼减振课程教学基本要求：了解振动的传播及危害，振动控制的基本方法，理解隔振原理，隔振的力传递率，隔振元件，具备隔振设计及应用的能力。

课程内容：振动的传播及危害，振动控制的基本方法，隔振原理，隔振的力传递率，隔振元件，隔振设计及应用，阻尼减振原理，阻尼材料，阻尼减振结构。

振动的危害及其控制的基本方法。

环境振动，机械振动，隔振的力传递率，隔振效率。

固体声隔绝，隔振技术，阻尼减振。

9.1振动概述一、振动的来源振动是自然界中普遍存在的现象，其来源可分为自然振源和人工振源两大类：自然振源如地震、海浪和风等；人工振源如运转的各种动力设备、运行的交通工具、电声系统中的扬声器、人工爆破等。

凡是运转的机器设备,如锻压冲压机械、电机、风机、空压机、内然机等等,由于机械部件之间力的传递,总是产生一定的振动。

这些振动的能量一部分由振动的机器直接向空中辐射,称之为空气声,另一部分能量则通过承载机器的基础向地层或建筑物结构传递,这种通过固体传导的声叫做固体声。

振源的振动除了向周围空间辐射在空气中传播的声音(称“空气声”)外，还通过与其相连的固体结构传播声波，简称“固体声”。

固体声在传播的过程中又会通过固体表面的振动向周围空气辐射噪声，特别是当引起物体共振时，会辐射很强的噪声。

固体声的隔绝与空气声隔绝在技术上是完全不同的。

二、振动的影响及危害振动不仅能激发噪声,而且还能通过固体直接作用于人体,振动也是危害身体健康,降低工作效率,影响居民生活的环境物理因素。

同时,振动会影响精密仪器正常工作,强烈的振动有损于机器结构和建筑物结构。

振动特别是l一100Hz的低频振动，直接对人有影响，长期暴露于强振动环境中，人的机体将受到损害，振动产生的噪声会干扰人的生活、学习和工作；振动也会影响设备特别是精密仪器的正常工作，有时甚至破坏设备和建筑结构。

在振动环境中劳动和工作的人不但身心健康受到损害，而且由于振动使他们的视觉受到干扰，手的动作受妨碍和精力难以集中，造成操作速度下降、生产效率降低，并且可能出现质量事故。

随着我国经济技术的不断发展，以及国家对环境保护要求的日益提高，政府相关部门对于锻压行业的工业项目都需要进行环境影响评价，其中振动和噪声是项目环评的重要内容；并且随着人们环保意识的增强和我国环保法规的完善，一些锻压企业因为没有重视振动问题或为节省隔振方面投入，因振动引起的纠纷案例也在迅速增加，这些因素都不同程度的推动了隔振技术的快速发展。

，
隔振就是将振源与基础或连接结构的近刚性连接改成弹性连接，以隔绝或减弱振动能量的传递，最终达到减振降噪的目的，而阻尼在振动衰减过程中起到至关重要的作用。

大致归纳如下几点：
1、提升锻压设备系统的动力学性能；降低结构动应力，减小锻压设备自身的工作振动，提高制造精度及设备寿命，改善元件动态工作条件，降低噪声，改善工作环境。

2、提高基础与支承的可靠性，显著减少基础承载的动载，改善基础工作条件、延长基础使用寿命；确保对锻压设备的支承稳固、工作中不偏移。

3、改善锻压设备的安装方式，减少锻压设备安装和调平、维护的工作量，减少停机时间，提高锻压设备的生产能力。

4、保护周围精密仪器以及建筑设施，减少基础振动从而减少对外部的影响。

振动是造成工程结构损坏及寿命降低的原因，同时，振动将导致机器和仪器仪表的工作效率、工作质量和工作精度的降低。

控制振动的一个重要方法就是隔振。

从振动控制的角度研究隔振，不涉及结构强度的计算，它只是研究如何降低振动本身。

这里所介绍的隔振方法，就是将振源与基础或连接结构的近刚性连接改成弹性连接，以防止或减弱振动能量的传递，最终达到减振降噪的目的。

隔振的作用有两个方面：一是减少振源振动传至周围环境；二是减少环境振动对物体或设备的影响。

原理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设备或仪表仪器，以减小运动的传递，称为被动隔振。

在一般隔振设计中，常常用振动传递比T 和隔振率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振动之比，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。

隔振效率： η=（1- T ) ·100%传递比T ： ]u D )u -/[(1u D (1T 222222++=）式中D 为阻尼比，0f u f =为激振频率和共振频率的比。

只有传递比小于1才有隔振效果。

因此T<1的区域称为隔振区。

隔振可以分为两类，一类是对作为振动源的机械设备采取隔振措施，防止振动源产生的振动向外传播，称为积极隔振或主动隔振；另一类是对怕受振动干扰的设备采取隔振措施，以减弱或消除外来振动对这一设备带来的不利影响，称为消极隔振或被动隔振。

对于薄板类结构振动及其辐射噪声，如管道、机械外壳、车船体和飞机外壳等，在其结构表面涂贴阻尼材料也能达到明显的减振降噪效果，我们称这种振动控制方式为阻尼减振。

隔振，就是在振动源与地基、地基与需要防振的机器设备之间，安装具有一定弹性的装置，使得振动源与地基之间或设备与地基之间的近刚性连接成为弹性连接，以隔离或减少振动能量的传递，达到减振降噪的目的。