07 隔振技术及阻尼减振(2014)

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。

减震阻尼结构及减震方法与流程减震阻尼结构及减震方法与流程：随着住宅、桥梁、大楼等工程项目的不断扩大与提升，抗震技术的研究也日趋成熟。

为了提高结构的抗震能力，减震阻尼结构技术应运而生。

一、减震结构的原理减震结构是指通过将弹性元件和阻尼器等装置加入原结构中，使结构在地震等自然灾害中的振动受到控制。

减震结构主要分为两类：隔震结构和增减震结构。

其中，隔震结构是指通过安装隔震装置（如橡胶隔震垫等）来防止地震波向建筑传递；而增减震结构是指在原结构上加装阻尼器、弹性元件等装置，使得结构振幅得到控制。

二、减震阻尼结构的组成与特点上述两种结构中，增减震结构在实际应用中多被采纳。

其主要组成部分包括：弹性元件、阻尼器和控制系统等。

弹性元件通常一般由钢、混凝土、木材等制成，其中橡胶支座是目前常用的一种材料；而阻尼器则可以分为液体阻尼器、金属阻尼器和摩擦阻尼器等类型。

减震阻尼结构的特点主要有：1、高度的抗震性能与安全可靠性。

2、减少震害范围与程度，保护人民财产安全。

3、延长建筑物的使用寿命，增强了结构的稳定性。

4、节省了建筑材料，改善了建筑质量。

5、减少地震对人心理造成的影响，缩短灾后重建时间。

三、减震方法与流程1、结构设计与计算结构设计中必须有优秀的基础设计和选定现代化的材料；如钢材，高强混凝土等。

地震动力学分析与计算是减震结构的基础。

2、制作和安装弹性支承弹性支承可以采用Beef's或Vulcanized，亦可采用橡胶制成焊接成形的形式。

3、设计、制造和安装减振器在现代结构中，减振器在地震负荷中承担了一个非常重要的作用。

依照需求选用相应的减振器类型。

4、安装隔震装置橡胶隔震垫是材料制作成各种规格和形状的模数，具有良好的隔振和减震效果。

5、构建减震调控系统减震调控系统可以根据转动或振动采取主动或者被动方法，采用现代控制技术，依照设计要求进行设计和制造。

6、维护和管理在使用中，应每半年对减震结构系统进行复查，检测状态，并对设备进行必要的维修、更新等。

减振隔振的方法减振隔振是为了减少或消除机械设备或建筑结构的振动对周围环境和设备本身产生的不利影响。

减振隔振的方法主要包括主动减振和被动减振两种。

1.主动减振主动减振是通过施加一个与振动相反的力或振动源来实现的。

常见的主动减振方法包括：（1）主动控制：使用传感器和执行器来感知和控制振动，通过调整力的大小和方向，使得振动能量被消耗或转换成其他形式的能量。

常见的主动控制技术包括主动质量调节（Active Mass Damper，AMD）、主动力控制（Active Force Control，AFC）等。

（2）无源消能：利用材料的阻尼特性来消耗振动能量，如贴附阻尼层、贴片阻尼器、涂层阻尼等技术。

（3）阻尼器：通过引入阻尼器来消耗振动能量，如液态阻尼器、摩擦阻尼器、压电陶瓷阻尼器等。

2.被动减振被动减振是通过安装吸振器或隔振器来减轻振动传递的过程，将振动能量转化成其他形式的能量，常见的被动减振方法有：（1）弹性隔振：利用弹性元件将机械设备或建筑结构与基础隔开，从而减少振动传递。

常见的弹性隔振装置包括弹簧隔振器、橡胶隔振器、弹性垫等。

（2）质量隔振：通过增加质量，改变机械系统的固有频率，来减少振动传递。

常见的质量隔振方法包括质量块、质量悬挂等。

（3）液体隔振：通过液体的流动和压力分布来实现隔振效果。

常见的液体隔振装置有液体隔振器、液体柱隔振器等。

（4）动态振动吸收器：通过装置中的惯性质量、弹性元件和阻尼装置共同作用，实现对振动的吸收和抑制。

减振隔振方法的选择需要根据具体的应用场景和需要进行综合考虑。

以下是一些常见的应用案例。

1.建筑减振隔振在高层建筑、大桥、输电线路等工程中，减振隔振技术可以减少结构受到的地震、风力等外部因素引起的振动。

常见的方法包括在结构上安装阻尼器、液体隔振器等。

2.机械设备减振隔振在机械设备的运行过程中，振动会引起噪音、损耗、疲劳等问题。

为了降低振动，可以采用弹簧隔振器、橡胶隔振器等被动减振方法，也可以使用液体隔振器、压电陶瓷阻尼器等主动减振方法。

工程力学中的振动控制方法有哪些？在工程领域中，振动现象是一个常见且重要的问题。

过度的振动可能会导致结构的疲劳破坏、降低设备的精度和可靠性、产生噪音等不良影响。

因此，研究和应用有效的振动控制方法对于保障工程结构和设备的安全稳定运行具有至关重要的意义。

一、被动振动控制被动振动控制是指不需要外部能源输入，依靠自身的结构特性来减少振动的方法。

常见的被动振动控制技术包括以下几种：1、阻尼减振阻尼是指系统在振动过程中能量耗散的能力。

通过在结构中增加阻尼材料，如粘弹性阻尼器、摩擦阻尼器等，可以将振动能量转化为热能等其他形式的能量而耗散掉，从而有效地降低振动幅度。

2、质量调谐减振质量调谐减振器是一种利用质量和弹簧组成的振动系统，通过调整其固有频率与主结构的振动频率接近，从而实现对主结构振动的抑制。

常见的有调谐质量阻尼器（TMD）和调谐液体阻尼器（TLD）。

3、隔振隔振是通过在振源和被保护对象之间插入弹性元件或阻尼元件，来减少振动的传递。

例如，在机械设备的底座安装隔振垫，可以有效地隔离设备产生的振动向基础的传递。

二、主动振动控制主动振动控制则需要外部能源输入，并通过传感器监测振动状态，控制器计算控制策略，执行器施加控制作用来实现振动的抑制。

1、主动质量阻尼（AMD）AMD 系统由传感器、控制器、作动器和质量块组成。

传感器检测结构的振动响应，控制器根据检测到的信号计算出所需的控制力，作动器将控制力施加到质量块上，从而产生与结构振动相反的力，达到减振的目的。

2、主动杆主动杆是一种可以主动施加轴向力的元件。

通过实时调整杆的长度或内部的压力，来改变结构的刚度和阻尼特性，实现振动控制。

3、压电陶瓷作动器压电陶瓷具有在电场作用下产生变形的特性。

利用这一特性，将压电陶瓷片粘贴在结构表面，通过施加电压来改变结构的振动特性。

三、半主动振动控制半主动振动控制介于被动控制和主动控制之间，它不需要持续的外部能源输入，但可以根据结构的振动状态实时调整自身的参数，以达到较好的振动控制效果。

机械设计中的减振与隔振技术研究与应用机械工程和制造是现代工业领域中不可或缺的重要组成部分。

机械工程师在设计和制造过程中起着至关重要的作用，他们致力于研究和应用各种技术来提高机械系统的性能和可靠性。

其中，减振与隔振技术在机械设计中扮演着重要的角色。

减振与隔振技术是机械工程中的一个重要研究领域，旨在减少或消除机械系统中由于振动引起的不良影响。

振动是机械系统中普遍存在的问题，它会导致噪音、磨损和疲劳等不利影响，甚至可能导致系统的故障和损坏。

因此，减振与隔振技术的研究和应用对于提高机械系统的性能和可靠性至关重要。

在机械设计中，减振技术主要通过改变结构和材料的方式来减少振动的传递和放大。

一种常见的减振技术是采用弹性元件，如橡胶垫、弹簧等，来吸收和分散振动能量。

这些弹性元件可以在机械系统中起到缓冲和减振的作用，从而降低振动的幅度和频率。

此外，还可以通过优化结构设计和采用合适的材料来减少机械系统的共振现象，从而进一步减少振动的传递和放大。

隔振技术则是通过隔离机械系统与外部环境之间的振动传递来减少振动的影响。

隔振技术主要采用隔振材料和隔振结构来实现。

隔振材料可以通过吸收和分散振动能量来减少振动的传递，常见的隔振材料包括橡胶、聚合物等。

隔振结构则是通过设计特殊的结构来降低振动的传递，如采用悬挂系统、减震器等。

这些隔振技术可以有效地减少机械系统与外部环境之间的振动传递，从而降低振动的影响。

减振与隔振技术在机械工程中有着广泛的应用。

在汽车工业中，减振与隔振技术可以提高汽车的乘坐舒适性和安全性，减少车辆在行驶过程中的振动和噪音。

在航空航天工业中，减振与隔振技术可以减少飞机和航天器在起飞、着陆和飞行过程中的振动，提高飞行的稳定性和安全性。

在电子设备和精密仪器制造领域，减振与隔振技术可以减少设备和仪器在工作过程中的振动，提高其精度和可靠性。

总之，减振与隔振技术在机械设计中起着重要的作用。

机械工程师通过研究和应用这些技术，可以有效地减少机械系统中由于振动引起的不良影响，提高机械系统的性能和可靠性。

隔振技术
降噪减振技术: 是在震动设备与防震设备之间设置器和材料，使震动设备产生的震动由器来吸收，以减少震动设备的干扰。

常用的主要有以下几种：
（1）金属弹簧。

其特点是具有承受载荷较大、弹性好、变形量大、刚度小，而且耐高温，耐腐蚀。

但阻尼系数小，对于需要较大的阻尼时，可增加阻尼器或与阻尼较大的材料（如橡胶）构成组合结构使用。

（2）橡胶。

具有承载能力低、刚度大、加工方便、易成各种形状的特点，并能自由选取三个方向的刚度。

可承受压、减或压减相结合的作用力。

根据载荷的大小，可作成承压式或承剪式，受剪时可获得较低的固有频率。

与金属弹簧相结合，适于隔绝高频率震动。

缺点是受温度、化学药品等环境条件的限制较大，因此使用时应避免日晒、水、油的侵蚀。

（3）软木减震材料。

具有质轻、有一定弹性的特点。

将其经过高压处理并在高温蒸汽下烘干后，制成块状或板状垫层置于机械底座或混泥土的下面，达到减震的目的。

或与橡胶、金属弹簧组合成辅助隔震器。

（4）其他减震器，如泡沫橡胶、泡沫塑料、毛毡、玻璃纤维、矿棉、石棉等，经过加工后制成各种形状的减震垫层用于隔震。

机械设计中的减振与隔振技术机械设计中的减振与隔振技术在现代工程领域中具有重要的应用价值。

减振与隔振技术的目的是降低机械设备在工作过程中的振动，提高设备的稳定性和可靠性，减少设备出现故障和损坏的风险。

本文将介绍减振与隔振技术的原理、应用以及在机械设计中的重要性。

一、减振技术的原理和应用减振技术主要通过改变机械系统的结构和参数，以降低系统的共振频率和减小振幅，从而降低震动噪声和振动带来的不良影响。

常用的减振技术包括引入阻尼材料、采用减振器和改变机械系统的自然频率等方法。

1.1 引入阻尼材料引入阻尼材料是减振技术中常用的一种方法。

通过在机械系统的关键位置引入具有强大阻尼效果的材料，可以有效地吸收振动能量，减小振动幅值。

常见的阻尼材料包括橡胶、聚合物和金属材料等。

1.2 采用减振器减振器是减振技术中的一种常见设备。

减振器可以根据振动源的特性进行设计，通过改变其自身的振动特性，将振动能量转化为其他形式的能量损耗，从而降低振动幅值。

常见的减振器包括液压减振器、弹簧减振器和压电减振器等。

1.3 改变机械系统的自然频率改变机械系统的自然频率是减振技术中的一种有效方法。

通过改变机械系统的结构参数，如质量、刚度和阻尼等，可以改变机械系统的自然频率，从而改变振动的特性。

常见的方法包括增加或减小质量、调整结构的刚度和采用合适的阻尼措施等。

二、隔振技术的原理和应用隔振技术主要通过隔离振动源和被隔振系统之间的传递路径，减少振动的传递和扩散，以达到减低振动幅值的目的。

常用的隔振技术包括弹簧隔振、吸振材料隔振和惰性质量隔振等方法。

2.1 弹簧隔振弹簧隔振是一种常见的隔振技术。

通过在振动源和被隔振系统之间加入弹簧，可以减少振动的传递路径，从而实现隔振效果。

弹簧隔振器常应用于精密仪器、机械设备和汽车等领域。

2.2 吸振材料隔振吸振材料隔振是一种常用的隔振技术。

吸振材料可以吸收振动能量，减小振动的传递和扩散。

常见的吸振材料包括橡胶、泡沫塑料和聚合物等。