環(huán)保工程師輔導(dǎo)之阻尼減震的基本原理

　　固體振動(dòng)時(shí)，使固體振動(dòng)的能量盡可能多地耗散在阻尼層中的方法，稱為阻尼減震。

　　阻尼是指阻礙物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)、并把運(yùn)動(dòng)能量轉(zhuǎn)化為熱能或其他可以耗散能量的一種作用。

　　阻尼的作用主要有以下五個(gè)方面：

　　(1)阻尼有減小機(jī)械結(jié)構(gòu)的共振振幅，從而避免結(jié)構(gòu)因動(dòng)應(yīng)力達(dá)到極限造成結(jié)構(gòu)破壞。

　　(2)阻尼有助于機(jī)械系統(tǒng)受到瞬間沖擊后，很快恢復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài)。

　　(3)阻尼有減少因機(jī)械振動(dòng)所產(chǎn)生的聲輻射，降低機(jī)械性噪聲。

　　(4)可以提高各類機(jī)床、儀器等的加工精度、測量精度和工作精度。各類機(jī)器尤其是精密機(jī)床，在動(dòng)態(tài)環(huán)境下工作需要有較高的抗震性和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性，通過各種阻尼處理可以大大提高其動(dòng)態(tài)性能。

　　(5)阻尼有助于降低結(jié)構(gòu)傳遞振動(dòng)的能力。

　　從物理現(xiàn)象上區(qū)分，阻尼大致可分為以下6類：

　　(1)工程材料內(nèi)阻尼

　　工程材料種類繁多，盡管其耗能的微觀機(jī)制有差異，宏觀效應(yīng)卻基本相同，都表現(xiàn)為對(duì)振動(dòng)系統(tǒng)具有阻尼作用，因這種阻尼起源于介質(zhì)內(nèi)部，故稱為工程材料內(nèi)阻尼。

　　(2)液體的黏滯阻尼

　　在實(shí)際工程中，各種結(jié)構(gòu)往往與流體相接觸，而大部分流體都具有一定黏滯性，當(dāng)這些結(jié)構(gòu)相對(duì)其周圍流體介質(zhì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，后者給前者以運(yùn)動(dòng)阻力，對(duì)振動(dòng)物體做負(fù)功，使其損失一部分機(jī)械能，這些機(jī)械能最終轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮堋?/P>

　　(3)結(jié)構(gòu)阻尼與庫侖摩擦阻尼

　　相互壓緊的兩個(gè)表面有滑動(dòng)趨勢，或者出現(xiàn)相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，這兩個(gè)表面上立即產(chǎn)生一對(duì)方向相反的力，這就是干摩擦力，也叫做庫侖阻尼力。

　　(4)沖擊阻尼

　　沖擊阻尼是另一種結(jié)構(gòu)耗能方式。工程中可以通過設(shè)置沖擊阻尼器來獲得沖擊阻尼，例如砂、細(xì)石、鉛丸或其他金屬塊、以至于硬質(zhì)合金等，均可用做沖擊塊，以獲得沖擊阻尼。

　　(5)輻射阻尼

　　當(dāng)振動(dòng)物體帶動(dòng)周圍連續(xù)介質(zhì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，振動(dòng)物體的一部分運(yùn)動(dòng)能量以波的形式傳播出去。這些能量的絕大部分不再回到振動(dòng)物體上，因此，振動(dòng)物體損失了這部分能量，其宏觀表現(xiàn)相當(dāng)于存在做負(fù)功的阻尼力，這就是輻射阻尼。

　　(6)磁電效應(yīng)阻尼

　　機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿倪^程中，由磁電效應(yīng)產(chǎn)生阻尼，家用電度表中阻尼結(jié)構(gòu)實(shí)質(zhì)上就是機(jī)械能與電能的轉(zhuǎn)換器，它產(chǎn)生的磁電效應(yīng)可以稱之為渦流阻尼。

　　阻尼減震的簡要原理是，阻尼可使沿結(jié)構(gòu)傳遞的振動(dòng)能量衰減，還可以減弱共振頻率附近的振動(dòng)。常用的阻尼材料是那些具有顯著內(nèi)損耗、內(nèi)摩擦的材料，典型的如瀝青、橡膠以及其他一些高分子材料。

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