1、隔振理论的要素及隔振设计方法
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桥梁工程设计中的隔震设计要点分析【摘要】隔震设计在桥梁工程中起着重要作用,通过植入隔震设备,可以有效减少地震对桥梁结构的破坏。
隔震设计的基本原理是利用隔震设备消耗地震能量,减少结构受力。
其主要目的是提高桥梁的抗震性能,保障人员和财产安全。
影响因素包括桥梁结构、地震威力以及建设预算。
常见方法有橡胶支座、减震层等。
隔震设计适用于高速公路桥、铁路桥等各类桥梁工程。
隔震设计的重要性在于提升桥梁的抗震性能,减少灾害损失。
未来隔震设计将成为桥梁工程设计的趋势,为建设更安全、稳固的桥梁贡献力量。
隔震设计在桥梁工程中的应用前景广阔,值得进一步深入研究和推广。
【关键词】关键词:桥梁工程设计、隔震设计、原理、目的、影响因素、方法、应用范围、重要性、应用前景1. 引言1.1 桥梁工程设计中的隔震设计要点分析桥梁工程设计中的隔震设计是一项关键的技术手段,通过对桥梁结构进行隔震设计,可以有效地减少地震对桥梁造成的破坏,提高桥梁的抗震能力和安全性。
隔震设计在桥梁工程中扮演着至关重要的角色,为桥梁结构的设计提供了新的思路和方法。
隔震设计的基本原理是利用隔震装置将桥梁结构与地基之间隔离,减少地震作用对桥梁结构的传递,从而减小结构的位移和加速度。
隔震设计的主要目的是降低地震对桥梁造成的影响,保护桥梁结构和使用者的安全。
隔震设计的影响因素包括地震烈度、桥梁结构类型、地质条件等。
隔震设计的常见方法包括隔震支座、隔震墩柱、隔震承台等,这些方法在不同的桥梁结构和地震条件下有着不同的应用。
隔震设计的应用范围涵盖了各种桥梁类型,包括高速公路桥、铁路桥、城市桥梁等。
2. 正文2.1 隔震设计的基本原理隔震设计的基本原理是通过在桥梁结构中引入一定的隔震装置,将地震产生的能量转化为其他形式,减小或消除结构的振动响应,从而降低地震对结构的破坏程度。
隔震设计的基本原理可以分为几个方面来解释:隔震设计利用隔震装置的柔度与结构的刚度差异,使地震作用下的结构产生位移差,进而减小结构的振动响应。
隔振器隔振原理隔振器是一种用于减少或消除振动传递的装置。
它的工作原理是通过减震材料或减振结构将振动能量转化为其他形式的能量,从而实现隔振效果。
隔振器的隔振原理主要包括质量阻尼和刚度阻尼两个方面。
质量阻尼是指隔振器本身的质量比被隔振物体的质量大,使得振动能量主要转化为隔振器的动能而不是传递给被隔振物体。
刚度阻尼是指隔振器的刚度比被隔振物体的刚度小,使得振动能量主要通过隔振器的弹性形变来吸收和消散。
质量阻尼是隔振器中常用的隔振原理之一。
通过增加隔振器的质量,可以降低振动传递的能力,从而减少被隔振物体的振动。
例如,在汽车工程中,车辆的发动机产生的振动会通过发动机座橡胶隔振器传递给车身,为了减少车身的振动,可以在发动机座上安装质量较大的隔振器,使得发动机的振动能量主要转化为隔振器的动能而不是传递给车身。
刚度阻尼是隔振器中另一个常用的隔振原理。
通过降低隔振器的刚度,可以增加振动系统的自然频率,从而减小振动传递效应。
例如,在建筑物中,地震会产生很大的地面振动,为了保护建筑物不受地震影响,可以在建筑物的基础上安装刚度较小的隔振器,使得地震的振动能量主要通过隔振器的弹性形变来吸收和消散,从而减小建筑物的振动。
除了质量阻尼和刚度阻尼,隔振器还可以利用压缩空气、液体或弹簧等材料的特性来实现隔振效果。
例如,软管隔振器中的压缩空气可以通过空气的压缩和膨胀来吸收和消散振动能量;液体隔振器中的液体可以通过流动和黏滞阻尼来减少振动传递;弹簧隔振器中的弹簧可以通过弹性形变来吸收和消散振动能量。
隔振器的隔振效果与其结构设计、材料选择和工作条件等因素密切相关。
合理的结构设计和材料选择可以提高隔振器的隔振效果,而不同的工作条件可能对隔振器的性能产生影响。
因此,在实际应用中,需要根据具体的振动源和被隔振物体的特点来选择合适的隔振器,并进行适当的设计和调试。
隔振器通过质量阻尼和刚度阻尼等原理来减少或消除振动传递,从而实现隔振效果。
合理的结构设计、材料选择和工作条件可以提高隔振器的性能。
橡胶隔振设计指导设计和选用的原则:优先选用标准产品,对于一些有特殊要求而又无标准的产品,则可根据需要自行隔振设计。
隔振设计主要流程:1)输入:隔振系统固有频率和减振装置刚度的要求,输出:减振装置的形状和几何尺寸;2)输入:系统通过共振区的振幅要求,输出:阻尼系数或阻尼比;3)输入:隔振系统所处的环境和使用期限,输出:橡胶的材料。
隔振设计原则:结构紧凑、材料适宜、形状合理、尺寸尽量小以及隔振效率高。
具体设计和选用时,还应注意以下因素:1)载荷特点:确保支撑物的重心与支撑点中心重合,载重后的支撑面与基础面平行。
很多零件支撑大多采用几何对称布置,而设备的重心却往往偏离几何对称轴,设计时需将该偏差考虑进去。
在设计和选用减振器时,不仅要考虑总重量,还应考虑各支撑部位的重力大小,以确定每个减振器的实际承载量,使产品安装减振器后,其安装平面与基础平行。
2)减振装置的总刚度应满足隔振系数的要求。
此外,无论产品的支撑布置是否与几何中心对称,均应使各支撑部位的减振装置刚度对称于系统的惯性主轴。
3)减振装置的总阻尼既要考虑系统通过共振区时对振幅的要求,也要考虑隔振区隔振效率,尤其是在频率较高时对振动衰减的要求。
减振装置设计:橡胶减振器是以橡胶作为减振器的弹性元件,以金属作为支撑骨架,故称为橡胶一金属减振器。
这种减振器由于使用橡胶材料,因而阻尼较大,对高频振动的能量吸收尤为显著,当振动频率通过共振区时,也不至产生过大的振幅。
橡胶能承受瞬时的较大形变,因此能承受冲击力,缓冲性能较好。
这种减振器采用天然橡胶,受温度变化大,当温度过高时,表面会产生裂纹并逐渐加深,最后失去强度。
此外,天然橡胶耐油性差,对酸性和光等反应敏感,容易老化。
近年来化工技术的发展,人工橡胶使其工作性能大大提高,如有多种可在油中使用的改性橡胶,出现了使用温度可在 1 00 ℃以上的改性橡胶。
常用的橡胶减振器有 JP 型和 JW 型,性能基本相同,仅结构外形上有区别。
隔振、隔声措施隔振和隔声是在工程中常常需要考虑的两个问题。
隔振是为了减少结构传递的振动,防止振动传递到其他结构或设备上,从而减少噪声和震动的影响。
而隔声则是为了减少声音的传递,防止声音从一个区域传递到另一个区域,从而减少噪声的干扰。
隔振措施是通过改变结构的特性或增加隔振材料来实现的。
常见的隔振措施包括:使用隔振垫、隔振支座、隔振橡胶等材料来减少振动的传递;采用减振器来消除结构的共振现象;增加结构的阻尼来减少振动的幅值等。
这些措施可以有效地减少结构的振动,降低噪声和震动的传递。
隔声措施是通过增加隔声材料或采取其他工程手段来实现的。
常见的隔声措施包括:使用隔声墙、隔声窗、隔声门等隔声结构来阻挡声音的传递;在墙体、天花板、地板等结构上增加隔声材料,如隔音砖、隔音棉等,来吸收声音的能量;采用空气层隔声结构来阻挡声音的传递等。
这些措施可以有效地降低噪声的传递,改善工作和生活环境。
隔振和隔声措施在许多领域得到了广泛的应用。
在建筑工程中,为了提高建筑物的抗震性能和舒适度,常常需要采取隔振和隔声措施。
在机械设备中,为了减少振动和噪声的影响,常常需要采取隔振和隔声措施。
在交通工具中,为了提高乘坐的舒适性和安全性,常常需要采取隔振和隔声措施。
在航空航天、电力、电子、化工等领域,也都需要考虑隔振和隔声的问题。
隔振和隔声措施的设计和实施需要综合考虑多个因素。
首先需要对振动和噪声的性质和来源进行分析,确定控制的目标和要求。
然后需要选择合适的隔振和隔声材料,确定适当的隔振和隔声结构,并进行合理的设计和施工。
最后需要对隔振和隔声措施进行监测和评估,确保其有效性和可靠性。
隔振和隔声措施的实施可以有效地减少振动和噪声的影响,提高工作和生活的质量。
然而,在实际工程中,由于各种因素的影响,隔振和隔声效果可能无法完全达到设计要求。
因此,在设计和实施隔振和隔声措施时,需要综合考虑各种因素的影响,并进行合理的设计和施工,以获得最佳的效果。
隔振设计规范隔振设计规范是指在机械设备设计中为了减小振动对设备和周围环境的影响,保证设备运行的稳定性和安全性,而采取的一系列隔振措施和设计要求。
隔振设计规范的目的是在设计阶段合理选择隔振措施,以降低振动传递路径上的振动幅值和频率,从而减小设备的振动和噪声,同时减少对周围环境和人体的影响。
隔振设计规范主要包括以下几个方面:1. 设备隔振性能的要求:根据设备的振动特性、工作环境和周围环境的要求,制定设备隔振性能的要求。
例如,设备在运行过程中的振动幅值、频率等。
可以根据相关国家标准或行业规范进行要求。
2. 振动诊断和分析:通过振动测量和分析,确定设备的振动源、振动传递路径和振动幅值等参数。
通过振动诊断和分析,能够判断设备是否需要隔振,以及采取何种隔振措施。
振动诊断还可以用于确定隔振效果的评估和改进。
3. 隔振系统设计:根据设备的振动特性和功能要求,设计合理的隔振系统。
隔振系统设计包括隔振材料的选择、隔振垫的设计、隔振支座的布置等。
对于大型设备或特殊工况,还需要进行有限元分析和振动试验,确保隔振系统的有效性。
4. 隔振设备布置和安装:在布置和安装设备时,考虑周围环境和设备之间的交互作用,避免振动传递和相互干扰。
合理的布置和安装可以减少设备的振动和噪声,提高设备的稳定性和运行效率。
5. 隔振措施的检验和评估:隔振设计完成后,需要进行隔振措施的检验和评估。
通过振动测量和分析,对隔振效果进行评估。
如果达不到设计要求,需要进行修正和改进。
总之,隔振设计规范在机械设备设计和使用过程中起到了重要的作用。
通过合理的隔振设计和措施,可以降低设备的振动和噪声,减少对周围环境和人体的影响,提高设备的稳定性和运行效率。
建筑工程隔振设计方案一、项目概况本项目为一座多功能建筑,包括办公、商业和住宅等多种用途。
由于建筑位于繁华地段,周边交通和人流较为密集,因此需要设计隔振措施,以保障建筑内部空间的安静和舒适。
二、隔振设计目标1. 保证办公、商业和住宅区域内的环境安静和舒适。
2. 减少外部环境噪音对建筑内部造成的影响。
3. 降低地铁、桥梁等周边振动对建筑的影响,确保建筑结构安全稳定。
4. 提高建筑整体品质,增强建筑抗震性能。
三、隔振设计原则1. 采用软硬结合的隔振措施,包括结构隔振、声学隔离和振动吸收等。
2. 根据建筑用途和周边环境特点,制定不同区域的隔振标准和措施。
3. 综合考虑建筑结构、材料和设备的隔振性能,确保整体效果。
4. 采用经济、可行的隔振方案,避免设计和施工成本过高。
四、隔振方案1. 建筑外墙设计:采用双层外墙结构,内层为隔音中空玻璃幕墙,外层为保温隔热外墙板。
中空玻璃幕墙具有较强的隔音性能,可以有效隔离外部噪音。
外墙板选用高密度保温材料,增加隔音效果的同时,也具有一定的隔振功能。
2. 地面隔振设计:在商业区域和办公区域使用弹性地板,在住宅区域采用加厚地板,以减少地面传输的震动和噪音。
同时,在地下室和地下停车场设置隔振垫,减少地铁和车辆行驶带来的振动影响。
3. 结构隔振设计:采用橡胶隔振支座和减振器等隔振装置,对主体结构进行隔振处理,降低地震和周边振动对建筑结构的影响。
同时,在机械设备和管道等重要设备的安装上,也采用隔振措施,减少传输噪音和振动。
4. 设备隔振设计:对于办公区域和住宅区域的空调、电梯等设备,采用隔振支架和减振垫,降低设备运行时产生的振动和噪音传递。
5. 噪音控制设计:采用吸声材料和隔声窗,对建筑内部空间进行隔声处理,减少内部噪音和声音传播。
同时,合理设置隔音门和隔音墙,确保不同区域之间的隔音效果。
五、隔振方案实施1. 隔振设计方案需由专业结构工程师和声学专家共同制定,并结合实际场地情况进行调整和优化。
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。
厂房基础隔振设计要求
厂房基础隔振设计是指在建筑物的基础设计中考虑隔振措施,以减少外部振动对建筑物的影响。
在进行厂房基础隔振设计时,需要考虑以下几个方面的要求:
1. 建筑物类型,不同类型的厂房对隔振的要求可能不同,例如重型设备厂房和精密仪器厂房对隔振的需求有所不同。
2. 地震和振动环境,设计师需要考虑厂房所在地的地震和振动环境,以确定所需的隔振水平。
地震和振动的频率和振幅会影响隔振设计的要求。
3. 基础材料和结构,选择合适的基础材料和结构设计是基础隔振设计的关键。
使用弹性材料或隔振垫可以减少振动传输到建筑物结构中。
4. 设备布置和重量分布,建筑物内设备的布置和重量分布也会影响隔振设计的要求。
合理的设备布置可以减少振动对建筑物的影响。
5. 环境噪声控制,隔振设计也需要考虑对环境噪声的控制,以
确保厂房内部的舒适性和安全性。
6. 相关标准和规范,隔振设计需要符合相关的建筑标准和规范,以确保设计的合法性和安全性。
综上所述,厂房基础隔振设计要求涉及建筑物类型、地震和振
动环境、基础材料和结构、设备布置和重量分布、环境噪声控制以
及相关标准和规范等多个方面的考虑和要求。
在实际设计中,需要
综合考虑这些因素,以确保基础隔振设计的有效性和可靠性。
震建筑结构基本要求:
1、隔震层板厚至少160mm,双层双向配筋
2、隔震层楼板、梁按以下方法设计:A地下室层数0,嵌固端所在层号为1(返隔震公司,上层施工图设计依据)。
B地下室层数为1,嵌固端所在层号为2,且土层水平抗力系数M取0。
两个模型取包络(针对隔震层的楼板、梁配筋)
3、计算竖向地震,勾选“计算水平和简化竖向地震”勾选“采用自定义组合及工况”修改Z向地震组合系数,将0.5改为1.71;1.3改为4.45,正负号不变(隔震只减少水平地震作用,竖向地震按原地震烈度计算)
4、隔震层的剪重比可以不按规范执行;地基基础设计等级不能低于乙级
5、下肢墩底部点"铰接"
6、构造注意事项:A楼梯的构造(上部结构按滑动支座处理),B局部薄弱的地方要加强,比如楼梯在结构角部
7、隔震层净高最小800(满足维修要求),上支墩净高≤500
8、修改SATWE抗震等级、地震影响系数最大值(按隔震报告的结果输入,通常为降低一度后的结果),地震烈度还是按隔震前的烈度输入,抗震构造措施的隔震等级为不改变
9、隔震层下肢墩的平面尺寸一般为支座大小加200
10、隔震层下肢墩的计算要计算到基础顶,按双偏压计算(PKPM特殊构件中可计算),平面外尺寸为支墩高度的2倍,要进行斜截面计算,(实际计算的是下肢墩底面的力和弯矩,从而得出下肢墩底部的配筋)
11、隔震沟净宽为罕遇地震下支座最大位移的1.2倍(一般取500);隔震沟悬挑板板厚也按160厚取
隔振报告参数表达意义
uis设防烈度地震作用下非隔震结构计算结果;
mis设防烈度地震作用下隔震结构计算结果;
bis罕遇地震作用下隔震结构计算结果。
机械系统的减振与隔振设计在工业生产和日常生活中,我们经常会遇到机械系统的振动问题。
这些振动不仅会导致噪音扰民,还会对机械零部件的正常运行造成影响,甚至损坏机械设备。
为了降低机械系统的振动,减少其对周围环境和设备的影响,减振与隔振设计成为重要的工程问题。
一、振动的产生原因及特点机械系统的振动产生源于不平衡力、激振力和自激振动等。
其中,不平衡力是最常见且重要的振动源。
当机械设备的旋转部件质量不均匀分布或回转轴与转子质心轴不重合时,就会产生不平衡力,从而引起机械系统的振动。
振动的特点主要有频率、幅值和相位等。
频率是指振动的重复周期数,单位是赫兹。
幅值是指振动的振幅或振动位移,单位是米。
相位是指振动的起初时间关系,用角度或时间表示。
二、减振与隔振的区别减振和隔振是两种不同的振动控制方法。
减振是指通过改变机械结构、参数或材料等手段来减小机械系统的振动,使其满足设计要求。
隔振是指通过隔离、消减或吸收振动能量来降低振动传递的效果,减小振动对周围环境和设备的影响。
减振主要通过调整机械结构和参数来实现。
例如,通过优化设计或增加补偿装置来平衡不平衡力,减小振动的幅值;通过改变机械系统的固有频率或使用振源的频率选择性控制方法,来改变振动的频率特性。
隔振主要通过隔离、消减或吸收振动能量来实现。
例如,通过安装橡胶垫、弹簧隔振器或振动吸收材料来减小振动的传递路径,降低振动对周围环境和设备的影响。
三、减振与隔振设计的方法和技术在机械系统的减振与隔振设计中,有多种方法和技术可供选择。
其中,结构优化、质量平衡、频率选择性控制、增加减振装置和安装隔振器等是常用的技术手段。
结构优化是指通过改变机械结构的形状、尺寸或布置等,来改变机械系统的振动特性。
例如,在旋转部件的设计过程中,可以采用凸轮曲线优化设计,以降低旋转部件的振动。
质量平衡是指通过调整机械设备的质量分布,使其质心轴与转子轴线重合,从而减小机械系统的不平衡力。
常用的质量平衡方法有静质量平衡和动质量平衡。
目录题目要求:简要叙述隔振原理,力的传递和隔振,基底振动的隔离;关于隔振算例的编程并附上编程解释;以算例做样本,简单介绍GUI控件的应用。
第一节简述隔振的原理1.1 隔振的含义1.2 建筑结构抗震设计的方法1.3 隔振原理及系统组成1.3.1隔振原理1.3.2 隔振系统的组成第二节工程中的隔振(震)2.1 力的传递和隔振2.2 基底隔振2.3 算例第三节算例的编程3.1 GUI控件介绍3.2 matlab操作步骤3.3 编程程序的简要讲述第四节结束语第一节简述隔振的原理1.1 隔振的含义人们常说的“隔振”可以统称为减震。
简单的说,抗震以“抗”为主,以“刚”为主,要提高整体刚变,要刚度均匀,避免若层。
减震以“放”为主,以柔为主,改变结构刚度,设置耗能、吸能装置。
其中结构减震的理论和方法比较先进,减震设计无规范可循,需要开发。
1.2 建筑结构抗震设计的方法目前世界各国普遍采用的抗震设计方法都是既考虑强度,又考虑变形能力和能量耗散能力。
在进行结构抗震设计时,适当控制结构的强度和刚度,使结构在大地震作用下进入非弹性状态时具有较好的延性,以便耗散输入结构的地震能量。
这种抗震设计方法在很多情况下都是有效的。
与其靠结构本身的强度、变形能力和能量耗散能力来抗御水平地震作用,不如人为地在结构中布置一些耗能装置,但这类耗能装置只能在结构能产生大变形时才有效。
为适应这种需要,基地隔振方法应运而生。
建筑物基地隔振是结构物地面以上部分的底部设置隔震层,使之与固结于地基中的基础顶面分离开。
目前采用的底部隔振主要用于隔离水平向的地面运动。
隔振层的水平刚度显著低于上部结构的侧向刚度才能收到隔振效果。
基地隔振方法与传统的抗震设计方法相比,有很大的优越性,它用基地隔振系统来减少地震作用,并耗散地震能量,而不特别要求结构本身有较大的变形能力和能量耗散能力。
1.3 隔振原理及系统组成1.3.1隔振原理随着大量强震记录的获得,计算分析等手段不断进展,对建筑物的地震反应也有了不同层次的影响,主要因素有:(1)结构物的基本周期;(2)阻尼比。
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。
1、隔振理论的要素及隔振设计
方法
隔振理论的要素及隔振设计方法
采用隔振技术控制振动的传递是消除振动危害的重要途径。
隔振分类
1、 主动隔振
对于本身是振源的设备,为了减少它对周围的影响,使用隔振器将它与基础
隔离开来,减少设备传到基础的力称为主动隔振,也称为积极隔振。
2、 被动隔振
对于允许振幅很小,需要保护的设备,为了减少周围振动对它的影响,使用
隔振器将它与基础隔离开来,减少基础传到设备的振动称为被动隔振,也称消极
隔振。
隔振理论的基本要素
1、 质量m(Kg)指作用在弹性元件上的力,也称需要隔离构件(设备装置)负
载的重量。
2、 弹性元件的静刚度K(N/mm)
在静态下作用在弹性元件上的力的增量T与相应位移的增量δ之
比称为刚度 K=T(N)/δ(m)。如果有多个弹性元件,隔振器安装在
隔振装置下,其弹性元件的总刚度计算方法如下:
如有静刚度分别为K1、K2、K3…Kn个弹性元件并联安装在装置下
其总刚度K=K1+K2+K3+…+Kn。
如有静刚度分别为K1、K2、K3…Kn个弹性元件串联安装在装置下
其总刚度1/K=(1/K1)+ (1/K2) + (1/K3) +(…) + (1/Kn)。
3、 弹性元件的动刚度Kd。对于橡胶隔振器,它的动刚度值与隔振器橡胶硬度的
高低,使用橡胶的品种有关,一般的计算办法是该隔振器的静刚度乘以动态
系数d,动态系数d按下列选取:
当橡胶为天然胶,硬度值Hs=40-60,d=1.2-1.6
当橡胶为丁腈胶,硬度值Hs=55-70,d=1.5-2.5
当橡胶为氯丁胶,硬度值Hs=30-70,d=1.4-2.8
d的数值随频率、振幅、硬度及承载方式而异,很难获得正确数值,通常只
考虑橡胶硬度Hs=40°-70°。按上述范围选取,Hs小时取下限,否则相反。
4、激振圆频率ω(rad/s)
当被隔离的设备(装置)在激振力的作用下作简谐运动所产生的频率,激振
力可视为发动机或电动机的常用轴速n
其激振圆频率的计算公式为ω=(n/60)×2π
n—发动机(电动机)转速n转/分
5、固有圆频率ωn(rad/s)
质量m的物体作简谐运动的圆频率ωn称固有圆频率,其与弹性元件(隔振器)
刚度K的关系可由下式计算:ωn(rad/s)=√K(N/mm)÷m(Kg)
6、振幅A(cm)
当物体在激振力的作用下作简谐振动,其振动的峰值称为振幅,振幅的大小按
下列公式计算:A=V÷ω
V—振动速度cm/s
ω—激振圆频率,ω=2πn÷60(rad/s)
7、隔振系数η(绝对传递系数)
隔振系数指传到基础上的力FT与激振力FO之比,它是隔振设计中一个主要要
素,隔振系数按不同的隔振类型分别选取,一般选择范围0.25-0.01,最佳选择范
围为0.11-0.04。
8、频率比(Z)
系统的激振频率ω与固有频率ωn之比称为频率比Z,它的大小可根据选取的
隔振效率来计算:Z≥1÷√η,在隔振系统中只有Z > √2,即η< 0.5才有隔
振效果。
9、阻尼系数C
当固体(弹性体)在外力作用下产生变形,以滞后形式消耗能量产生的阻尼
称为阻尼系数,作为橡胶隔离器来说,它的大小可按下列公式计算:C=βK÷ωn,
β为力学材料损耗固子。β值按橡胶硬度和胶料品种选取。
橡胶硬度 30° 50° 70°
β 0.05 0.1 0.15
胶料品种 氯丁橡胶 丁腈橡胶 苯乙烯橡胶
β 0.15-0.3 0.25-0.4 0.15-0.3
K—弹性体动刚度
ωn—弹性体固有频率
10、临界阻尼Ce
临界阻尼是一个系统内粘滞阻尼的最低值,它允许系统偏离后回到初始位置
而不产生振动。
11、阻尼比ζ
在有粘滞阻尼系统中,实际的阻尼系数C与临界阻尼系数Ce之比称为阻尼比。
ζ=C/Ce,在橡胶隔离器中按胶料品种及硬度确定:
胶料为天然胶时,阻尼比为0.025-0.075
胶料为丁腈胶时,阻尼比为0.075-0.15
胶料为氯丁胶时,阻尼比为0.075-0.30
胶料为丁基橡胶时,阻尼比为0.12-0.50
阻尼比随着硬度H的增加而增加,H=40时,取下限,H=70时,取上限。
在有阻尼的隔振设计中,设ωd为有阻尼时的固有频率,ωn为无阻尼时的固
有频率,a为材料的衰减系数,ωd=√ωn²-a²
ζ(阻尼比)=C/Ce=a/ωn a=ζωn
ωd=√ωn²-(ζωn )²=ωn×√1-ζ²
当ζ=0.05时,ωd=0.99875ωn
当ζ=0.2时, ωd=0.98ωn
ωd≈ωn
因阻尼比在隔振设计中影响很小,所以在隔振设计中,一般对阻尼比不进行
考虑。
隔振系统的特性
1、 隔振效率(η)(绝对传递率)在主动隔振系统中为传到基础上的力FT与
激振力FO之比,在被动减振中为设备的振幅与基础振幅之比。
2、 相对传递率在被动隔振系统中,相对传递率为被隔振设备相对基础的位移,
δo=A-U,与基础位移幅值U之比,即ηR=δo/U,δo影响隔振效果,是
隔振要求的最小间隙。
3、 运动响应β,在主动隔振系统中,设备的位移振幅,A与静变位Ast之比,
为运动响应,即β=A/Ast,由于Ast=FO/K ,所以β=AK/FO ,为保证设备
在隔振过程中具有足够的活动空间,隔振器具有的间隙应大于设备的位移振
幅A,运动响应也称动力放大系数。
隔振设计的步骤
1、 通过计算,测量对比或调查统计等方法确定被隔离设备的原始数据,包括设
备及安装台座的尺寸,重量,重心和中间主惯轴的位置,以及振源的大小,
方向频率或频谱。
2、 根据隔振的具体要求,主动隔振时允许传到基础上的力,被动隔振时设备允
许的振幅确定隔振系统中的隔振效率η和运动响应β,按公式Z≥1÷√
η,
计算频率比Z,按频率比Z=ω÷ωn计算系统的固有频率ωn,如果在设备
上作用着多个振源,在计算频率比Z时,应取激振频率ω的最小值,对于多
自由度系统,应取系统的最高固有频率,以保证各个激振频率和固有频率都
能满足Z=2.5-5的要求。
3、 根据公式K=1/Z²×m×ω²计算隔振器的总刚度,其中Z-频率比,m-隔振物
体的质量(Kg),ω-激振频率(rad/s),如果有n个隔振器并联安装,每
个隔振器的刚度为K1=K/n。
对多自由度的隔振系统可先估计隔振器的刚度,再验算固有频率。
4、 计算主动隔振时传递到基础的力,或被动隔振时设备的振幅,核算是否符合
隔振要求,如果不满足要求,可适当增加设备底座的重量,进一步降低设备
的重心位置,或改变减震器的参数。
隔振就是在振源和减振体之间安装隔振装置,以隔绝或减弱振动
能量的传递。隔振分为主动隔振和被动隔振。设备本身是振源,
为了降低它对周围其它设备的 影响而采取隔振措施的,称主动
隔振;对于需要防振的设备,为了降低周围振源对它的影响而采
取的隔振措施,叫被动隔振。对于单自由度的隔振系统,主动隔
振和 被动隔振的力学模型见图1、图2。
隔振系统的隔振效果以隔振系数来表示。主动隔振的隔振系
数是通过隔振器传到支承上、的力幅与激振力之比;被动隔振的
隔振系数则是振动体的振幅与支承的振幅之比。其表达式均为:
式中:η为隔振系统的隔振系数;ξ为隔振器阻尼比,为
实际阻尼C与临界阻尼Cc之比;λ为隔振系统频率比,为激振
频率f与隔振器固有频率fn之比。
隔振器的隔振效率ε以下式表示: ε=(1-η)×100%