第十章隔振技術與阻尼減

1、主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：一、振動對環(huán)境的影響和評價一、振動對環(huán)境的影響和評價二、振動控制的基本方法二、振動控制的基本方法三、隔振原理三、隔振原理四、隔振設計與計算四、隔振設計與計算一、振動對環(huán)境的影響和評價一、振動對環(huán)境的影響和評價1 1）人能感覺到的振動頻率范圍在）人能感覺到的振動頻率范圍在1-1001-100HzHz；2 2）對人體反應最強烈的振動頻率是與人體某些）對人體反應最強烈的振動頻率是與人體某些器官固有頻率相吻合的頻率；器官固有頻率相吻合的頻率；3 3）低于）低于2Hz2Hz的次聲波振動可能導致人的死亡；的次聲波振動可能導致人的死亡；4 4）影響和損害建筑物、精密儀器和設備。）影響和損

2、害建筑物、精密儀器和設備。振動可分為：穩(wěn)態(tài)振動、沖擊振動和無規(guī)則振動。振動可分為：穩(wěn)態(tài)振動、沖擊振動和無規(guī)則振動。振動對人及環(huán)境的影響：振動對人及環(huán)境的影響：振動強弱對人影響情況（總概括）：振動強弱對人影響情況（總概括）：（1 1）振動的）振動的“感覺閾感覺閾”（2 2）振動的）振動的“不舒適閾不舒適閾”（3 3）振動的）振動的“疲勞閾疲勞閾”（4 4）振動的）振動的“危險閾危險閾”和和“極限閾極限閾”ISO5349ISO5349標準標準（局部局部振動標準）：振動標準）： 規(guī)定了規(guī)定了8-1000Hz8-1000Hz不同暴露時間的不同暴露時間的振動加速度振動加速度和和振動速度振動速度的允許值，

3、用來評價的允許值，用來評價手手傳振動暴露對人傳振動暴露對人損傷危害。損傷危害。ISO2631ISO2631標準標準（整體整體振動標準）：振動標準）： 規(guī)定了人在振動作業(yè)環(huán)境（頻率范圍規(guī)定了人在振動作業(yè)環(huán)境（頻率范圍1-80Hz1-80Hz）中的中的暴露基準暴露基準（含垂直振動標準曲線和水平振動標（含垂直振動標準曲線和水平振動標準曲線）。準曲線）。我國的環(huán)境振動標準：我國的環(huán)境振動標準：城市區(qū)域環(huán)境振動標準城市區(qū)域環(huán)境振動標準（GB10070-88GB10070-88）城市區(qū)域環(huán)境振動測量方法城市區(qū)域環(huán)境振動測量方法（GB10071-88GB10071-88）二、振動控制的基本方法二、振動控制的

4、基本方法1 1）減少振動源的擾動（減少非平衡力、改進工藝）減少振動源的擾動（減少非平衡力、改進工藝）2 2）防止振動（改變外擾頻率或）防止振動（改變外擾頻率或系統(tǒng)振動頻率系統(tǒng)振動頻率）3 3）采用隔振技術（控制振動傳遞，如防振溝、隔振器等）采用隔振技術（控制振動傳遞，如防振溝、隔振器等）振動源振動源傳遞介質(zhì)傳遞介質(zhì)接受者接受者三、隔振原理三、隔振原理 評價振動的強弱，通常用評價振動的強弱，通常用位移位移、速度速度、加速加速度度三個量來表示，該三個量有內(nèi)在的聯(lián)系。三個量來表示，該三個量有內(nèi)在的聯(lián)系。對于簡諧振動來說，振動的位移為：對于簡諧振動來說，振動的位移為：txxmsin其中：其中：X X振

5、動的位移，振動的位移，m m Xm Xm振幅，即最大的位移，振幅，即最大的位移，m m 角頻率，等于角頻率，等于2 2ff 相位相位振動速度振動速度和和加速度加速度分別為位移的一階導數(shù)與二階導分別為位移的一階導數(shù)與二階導數(shù)，即數(shù)，即：txdtdxmcostxdtxdmsin222常用來表征常用來表征隔振效果隔振效果的物理量的物理量傳振系數(shù)傳振系數(shù)（力傳遞率力傳遞率）定義：通過隔振元件傳遞過去的力與總的干擾力之定義：通過隔振元件傳遞過去的力與總的干擾力之比，即：比，即：干擾力傳遞力T 系數(shù)越小，隔振元件傳遞的力越小，隔振系數(shù)越小，隔振元件傳遞的力越小，隔振效果越好。效果越好。振動級振動級：TL1

6、lg20隔振效率隔振效率：%1001T 如：當干擾力通過隔振系統(tǒng)后，其振幅降低到如：當干擾力通過隔振系統(tǒng)后，其振幅降低到原來的原來的1/101/10時，即時，即T T0.10.1，則干擾力的振動級降，則干擾力的振動級降低了低了2020dB.dB.傳振系數(shù)傳振系數(shù)越小，越小，隔振效率隔振效率越高。越高。 對于一個單向自由振動（不考慮體系阻尼），對于一個單向自由振動（不考慮體系阻尼），則體系的固有頻率為：則體系的固有頻率為：mkf210 假設在這一振動系統(tǒng)上加一個假設在這一振動系統(tǒng)上加一個垂直的干擾力垂直的干擾力F FF F0 0sintsint，在忽略阻尼的情況下，該振動系統(tǒng)的運動方程式為：在忽

7、略阻尼的情況下，該振動系統(tǒng)的運動方程式為：tFkxdtxdmsin22 其中，式中第一項為振動物質(zhì)的其中，式中第一項為振動物質(zhì)的慣性力慣性力，第二項為，第二項為彈彈簧彈性力簧彈性力，右邊為，右邊為周期性的干擾力周期性的干擾力。 結(jié)合傳振系數(shù)的定義，可以得到無阻尼振動系結(jié)合傳振系數(shù)的定義，可以得到無阻尼振動系統(tǒng)的力傳遞系數(shù)：統(tǒng)的力傳遞系數(shù)：2011ffT其中：其中：f f為為干擾力頻率干擾力頻率，f f0 0為為系統(tǒng)的固有頻率系統(tǒng)的固有頻率。對上式的討論：對上式的討論：（1 1）當）當f/ff/f0 01 1時，即時，即干擾力的頻率干擾力的頻率小于隔振系統(tǒng)小于隔振系統(tǒng)的的固有頻率固有頻率，在書中

8、圖，在書中圖10-710-7中的中的ABAB段的段的T T1 1，說明干擾力全部通過隔振裝置，即隔振系統(tǒng)不說明干擾力全部通過隔振裝置，即隔振系統(tǒng)不起作用。起作用。（2 2）當）當f/ff/f0 01 1時，即干擾力的頻率時，即干擾力的頻率等于或接近等于或接近隔隔振系統(tǒng)的固有頻率，即振系統(tǒng)的固有頻率，即BCBC段的段的T T大于大于1 1，說明隔，說明隔振系統(tǒng)不但不起隔振作用，反而振系統(tǒng)不但不起隔振作用，反而放大了振動放大了振動的的干擾，甚至產(chǎn)生干擾，甚至產(chǎn)生共振現(xiàn)象共振現(xiàn)象。（3 3）當）當f/ff/f0 02 21/21/2時，即干擾力頻率大于隔振系統(tǒng)的時，即干擾力頻率大于隔振系統(tǒng)的固有頻率

9、的固有頻率的2 21/21/2 倍，即倍，即CDCD段的段的T T小于小于1 1，隔振系，隔振系統(tǒng)才真正起統(tǒng)才真正起隔振作用隔振作用。 當考慮當考慮體系有阻尼體系有阻尼情況時，即在體系中安裝情況時，即在體系中安裝阻阻尼器尼器，如橡皮墊等，則體系的傳振系數(shù)為：，如橡皮墊等，則體系的傳振系數(shù)為：2022202024141ffffffT其中：其中：/0 0，即系統(tǒng)阻尼系數(shù)與臨界阻尼系，即系統(tǒng)阻尼系數(shù)與臨界阻尼系數(shù)之比數(shù)之比, ,臨界阻尼系數(shù)臨界阻尼系數(shù)0 04mf4mf0 0討論討論傳振系數(shù)傳振系數(shù)T T與與的關系：的關系：（1 1）當）當f/ff/f0 02 21/21/2時，即圖中時，即圖中AB

10、AB和和BCBC段，也就是段，也就是系統(tǒng)不起隔振作用甚至發(fā)生共振作用的范圍，系統(tǒng)不起隔振作用甚至發(fā)生共振作用的范圍，越大，則越大，則T值越小，值越小，表明增大阻尼對控制振動有表明增大阻尼對控制振動有好處；好處；（2）當當f/ff/f0 02 21/21/2時，即圖中時，即圖中CDCD段，也時設計隔段，也時設計隔振裝置經(jīng)?？紤]的范圍，振裝置經(jīng)?？紤]的范圍， 越小，則越小，則T值越小值越小，表明阻尼越小越好，阻尼對隔振效果有不良的影表明阻尼越小越好，阻尼對隔振效果有不良的影響。響。綜合上述兩種討論，可知：綜合上述兩種討論，可知：1 1）欲得到好的隔振效果，必須設計較低的）欲得到好的隔振效果，必須設計較低的f f0 0，并，并且只有當且只有當f/ff/f0 02 21/21/2，才能獲得好的隔振效果；，才能獲得好的隔振效果；2 2）如果干擾頻率）如果干擾頻率f f比較低，或者因其他原因，只比較低，或者因其他原因，只能做到能做到f/ff/f0 02 21/21/2時，此時可采取時，此時可采取增加阻尼增加阻尼來限制來限制干擾力的干擾力的放大作用放大作用。實際應用舉例：實際應用舉例：1. 1. 拖拉機空負荷時要比有負荷時振動大，是何原因？拖拉機空負荷時要比有負荷時振動大，是何原因？答：由于空負荷質(zhì)量小，則答：由