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《振動(dòng)的隔離與阻尼減振.doc》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、振動(dòng)是造成工程結(jié)構(gòu)損壞及壽命降低的原因，同時(shí)，振動(dòng)將導(dǎo)致機(jī)器和儀器儀表的工作效率、工作質(zhì)量和工作精度的降低。控制振動(dòng)的一個(gè)重要方法就是隔振。從振動(dòng)控制的角度研究隔振，不涉及結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的計(jì)算，它只是研究如何降低振動(dòng)本身。這里所介紹的隔振方法，就是將振源與基礎(chǔ)或連接結(jié)構(gòu)的近剛性連接改成彈性連接，以防止或減弱振動(dòng)能量的傳遞，最終達(dá)到減振降噪的目的。隔振的作用有兩個(gè)方面：一是減少振源振動(dòng)傳至周圍環(huán)境；二是減少環(huán)境振動(dòng)對(duì)物體或設(shè)備的影響。原理是在設(shè)備和底座之間安裝適當(dāng)?shù)母粽衿?，組成隔振系統(tǒng)，以減少或隔離振動(dòng)的傳遞。有兩類隔振，一是隔離機(jī)械設(shè)備通
2、過(guò)支座傳至地基的振動(dòng)，以減少動(dòng)力的傳遞，稱為主動(dòng)隔振；另一種是防止地基的振動(dòng)通過(guò)支座傳至需保護(hù)的精密設(shè)備或儀表儀器，以減小運(yùn)動(dòng)的傳遞，稱為被動(dòng)隔振。在一般隔振設(shè)計(jì)中，常常用振動(dòng)傳遞比和隔振率來(lái)評(píng)價(jià)隔振效果。主動(dòng)隔振傳遞比等于物體傳遞到底座的振動(dòng)與物體振動(dòng)之比，被動(dòng)隔振傳遞比等于底座傳遞到物體的振動(dòng)與底座的振動(dòng)之比，兩個(gè)方向的傳遞比相等。隔振效率：η=（1-T)·100%傳遞比T：式中D為阻尼比，為激振頻率和共振頻率的比。只有傳遞比小于1才有隔振效果。因此T<1的區(qū)域稱為隔振區(qū)。????隔振可以分為兩類，一類是對(duì)作為振動(dòng)源的機(jī)械設(shè)備采
3、取隔振措施，防止振動(dòng)源產(chǎn)生的振動(dòng)向外傳播，稱為積極隔振或主動(dòng)隔振；另一類是對(duì)怕受振動(dòng)干擾的設(shè)備采取隔振措施，以減弱或消除外來(lái)振動(dòng)對(duì)這一設(shè)備帶來(lái)的不利影響，稱為消極隔振或被動(dòng)隔振。對(duì)于薄板類結(jié)構(gòu)振動(dòng)及其輻射噪聲，如管道、機(jī)械外殼、車船體和飛機(jī)外殼等，在其結(jié)構(gòu)表面涂貼阻尼材料也能達(dá)到明顯的減振降噪效果，我們稱這種振動(dòng)控制方式為阻尼減振。????隔振，就是在振動(dòng)源與地基、地基與需要防振的機(jī)器設(shè)備之間，安裝具有一定彈性的裝置，使得振動(dòng)源與地基之間或設(shè)備與地基之間的近剛性連接成為彈性連接，以隔離或減少振動(dòng)能量的傳遞，達(dá)到減振降噪的目的。如圖5
4、.1所示，隔振前機(jī)械設(shè)備與地基之間是近剛性連接，連接剛度很大，設(shè)備運(yùn)行時(shí)如果產(chǎn)生一個(gè)擾動(dòng)力，這個(gè)擾動(dòng)力幾乎完全傳遞給地基，再通過(guò)地基向周圍傳播；如果將設(shè)備與地基之間的連接改為彈性連接，由于彈性裝置的隔振作用，設(shè)備產(chǎn)生的擾動(dòng)力向地基的傳遞特性將發(fā)生改變，設(shè)計(jì)合理時(shí)，振動(dòng)傳遞將被降低，從而收到減振降噪的效果。????根據(jù)隔振目的的不同，通常將隔振分為主動(dòng)隔振(積極隔振)和被動(dòng)隔振（消極隔振）兩類。如圖5.1所示的隔振系統(tǒng)，就是主動(dòng)隔振系統(tǒng)，其隔振的目的是為了降低設(shè)備的擾動(dòng)對(duì)周圍環(huán)境的影響，同時(shí)使設(shè)備自身的振動(dòng)減小。而圖5.2所示的隔振系
5、統(tǒng)，就是被動(dòng)隔振系統(tǒng)，其隔振的目的是為了減少地基的振動(dòng)對(duì)設(shè)備的影響，使設(shè)備的振動(dòng)小于地基的振動(dòng)，達(dá)到保護(hù)設(shè)備的目的。??描述和評(píng)價(jià)隔振效果的物理量很多，最常用的是振動(dòng)傳遞系數(shù)T。傳遞系數(shù)的定義是指通過(guò)隔振元件傳遞的力與擾動(dòng)力之間的比值，或傳遞的位移與擾動(dòng)之間的比值，即，使用時(shí)根據(jù)具體情況選用。越小，說(shuō)明通過(guò)隔振元件傳遞的振動(dòng)越小，隔振效果也越好。如果T=1，則表明干擾全部被傳遞，沒有隔振效果，在地基與設(shè)備之間不采取隔振措施就是這類情形；如果地基與設(shè)備之間采用了隔振裝置，使得T<1，則說(shuō)明擾動(dòng)只被部分傳遞，起到了一定的隔振效果；如果隔
6、振系統(tǒng)設(shè)計(jì)失敗，也可能出現(xiàn)T>1的情形，這時(shí)振動(dòng)被放大了。在工程設(shè)計(jì)和分析時(shí)，通常采用理論計(jì)算傳遞系數(shù)的方法來(lái)分析系統(tǒng)的隔振效果，有時(shí)也采用隔振效率來(lái)描述隔振系統(tǒng)的性能，隔振效率的定義為，???????????????????????????????（5.1.1）單自由度振動(dòng)系統(tǒng)是最簡(jiǎn)單的振動(dòng)系統(tǒng)，但它卻包含了隔振設(shè)計(jì)的基本原理和本質(zhì)。以下就以單自由度隔振系統(tǒng)為例，簡(jiǎn)要說(shuō)明隔振原理。5.3無(wú)阻尼單自由度隔振系統(tǒng)示意圖????如圖5.3所示為無(wú)阻尼單自由度隔振系統(tǒng)，假設(shè)設(shè)備的質(zhì)量為m，隔振系統(tǒng)的剛度為k，系統(tǒng)受到的干擾為，傳遞力為，則
7、此隔振系統(tǒng)的固有頻率為，。不計(jì)系統(tǒng)的阻尼時(shí)，系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)方程式為：???????????????????????????????????（5.1.2）式（5.1.2）的穩(wěn)態(tài)解的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：???????????????????????????????（5.1.3）式中表示時(shí)，在振動(dòng)系統(tǒng)上施加干擾力時(shí)系統(tǒng)的變形量，也叫靜位移。為簡(jiǎn)便計(jì)，通常定義參數(shù)，稱為歸一化的頻率。通過(guò)隔振系統(tǒng)傳遞給地基的干擾力為，????????????????????????????（5.1.4）振動(dòng)傳遞系數(shù)為，?????????????????????????
8、??????（5.1.5）由式(5.1.5)可以發(fā)現(xiàn)：當(dāng)時(shí)，隔振系統(tǒng)的振動(dòng)傳遞系數(shù)將為無(wú)窮大，這顯然不是我們所希望的。當(dāng)隔振系統(tǒng)存在阻尼時(shí)，就不會(huì)出現(xiàn)這種情形。圖5.4有阻尼單自由度隔振系統(tǒng)示意圖????如圖5.4所示，在考慮系統(tǒng)阻尼
