系统阻尼对隔振效率的影响研究
了解阻尼对振动系统的影响及应对方法
了解阻尼对振动系统的影响及应对方法阻尼是振动系统中一个重要的参数，它对振动系统的影响不可忽视。
在本文中，我们将探讨阻尼对振动系统的影响以及应对方法。
一、阻尼对振动系统的影响阻尼是指振动系统中的能量损耗过程，它可以减小振动系统的振幅，并使其逐渐趋于稳定状态。
阻尼的存在可以消除振动系统的过渡过程，使其更加稳定和可靠。
1. 减小振幅阻尼的主要作用之一是减小振动系统的振幅。
当振动系统受到外界激励时，如果没有阻尼的存在，振动系统将会不断地振荡下去，振幅可能会越来越大，甚至导致系统失控。
而有了阻尼后，能量损耗将会使振幅逐渐减小，使系统保持在一个合适的范围内。
2. 调整振动频率阻尼还可以调整振动系统的频率。
在没有阻尼的情况下，振动系统的频率由其固有频率决定。
但是，当阻尼存在时，振动系统的频率将会发生变化。
具体来说，阻尼会使振动系统的固有频率减小，从而影响系统的振动特性。
二、应对方法在实际应用中，我们常常需要对振动系统进行控制和调节，以满足特定的需求。
下面是一些常用的应对方法：1. 增加阻尼如果振动系统的振幅过大或频率不稳定，可以考虑增加阻尼来控制振动。
增加阻尼的方法有很多种，例如增加阻尼材料的摩擦力、调整阻尼器的参数等。
通过增加阻尼，可以有效地减小振动系统的振幅，并使其更加稳定。
2. 优化结构设计在设计振动系统时，可以通过优化结构设计来减小振动的影响。
例如，在建筑物的设计中，可以合理选择材料、增加结构的刚度等，以减小振动系统的振幅。
此外，还可以采用隔振措施，如增加隔振垫、设置隔振支座等，来减小振动对周围环境的影响。
3. 使用控制器在一些需要精确控制振动的应用中，可以使用控制器来实现振动系统的控制。
控制器可以根据实际需求调整振动系统的参数，以实现对振动的精确控制。
例如，在飞机的自动驾驶系统中，控制器可以根据飞行状态和航线要求，调整飞机的姿态和振动，使其保持稳定和平稳。
总结起来，了解阻尼对振动系统的影响及应对方法对于设计和控制振动系统具有重要意义。
动力机械隔振系统传递率影响因素研究
Study on Influencing Factors of Transmission Rate of Dynamic Mechanical Isolation System CHEN Chucai1，YAN Bing1，SONG Shizhe1，ZHAO Ming2，HUANG Yan1
( 1.School of Mechanical Engineering, Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031, China; 2.CRRC Tangshan Co., Ltd., Tangshan 063035, China ) Abstract： The influence of the parameters of dynamic mechanical isolation system on the transfer rate is studied through the combination of theoretical analysis and experimental research. The effects of stiffness and damping parameter on the transmissibility are obtained under different excitation frequency, and the inherent mechanism of the law is analyzed. The results show that when the dynamic mechanical equipment operates in the low frequency resonance region, the maximum transmission rate Ta has nothing to do with the stiffness (or natural frequency) but decreases with the increase of damping ratio according Ta＝1/(2ξ)＋1 law significantly. When the excitation frequency is much higher than the natural frequency, the transmission rate decreases with the decrease of the stiffness of the isolation system. At the same time to reduce the damping ratio also helps to reduce the transmission rate. For the system of determining mass, stiffness and damping, when the excitation frequency is much larger than the natural frequency of the system, the transmission rate Ta decreases with the increase of the excitation frequency ω. The above conclusions have been verified by experiments. Key words：power machine；vibration isolation system；stiffness；damping；transmission rate
隔振与阻尼的关系
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。
橡胶隔振器的阻尼特性分析和优化设计
橡胶隔振器的阻尼特性分析和优化设计橡胶隔振器作为一种常用的隔振装置，在许多工程领域中起到了重要的作用。
其主要目的是通过利用橡胶材料的弹性和耐久性来减少振动和噪音传递，从而保护设备和结构的完整性和稳定性。
本文将对橡胶隔振器的阻尼特性进行分析，并提出优化设计的方法。
1. 橡胶隔振器的工作原理橡胶隔振器主要通过橡胶材料的弹性来减震，其工作原理可以简单概括为“弹性减振”。
当外部振动作用于橡胶隔振器时，橡胶材料会受到力的作用而产生变形。
由于橡胶材料的弹性特性，它可以吸收和储存能量。
当外部振动停止或减小时，橡胶材料会释放储存的能量，从而减少振动的传递。
2. 阻尼特性分析阻尼特性是衡量橡胶隔振器减振效果的重要指标之一。
它描述了橡胶隔振器对振动的吸收和耗散能力。
一般来说，存在两种阻尼方式：粘性阻尼和干摩擦阻尼。
2.1 粘性阻尼粘性阻尼是橡胶隔振器材料内部分子间的内摩擦所引起的，它是与振动速度成正比的阻尼力。
对于橡胶材料而言，其粘性阻尼通常较小，主要是弹性阻尼起主导作用。
粘性阻尼的大小可以通过阻尼比来衡量。
阻尼比的定义为阻尼力与临界阻尼力之比。
较大的阻尼比意味着较大的粘性阻尼，从而可以提供更好的振动控制效果。
2.2 干摩擦阻尼干摩擦阻尼是指橡胶材料表面与接触体之间发生的相对滑动所产生的阻尼力。
这种阻尼力主要与橡胶材料表面的摩擦系数和接触体之间的压力相关。
干摩擦阻尼相对于粘性阻尼而言，具有较大的阻尼力，因此可以提供更好的振动控制效果。
3. 优化设计方法为了优化橡胶隔振器的阻尼特性，需要从以下几个方面进行设计和改进。
3.1 材料选择橡胶材料的选择对于隔振效果至关重要。
一般来说，橡胶材料应具有较好的弹性特性和耐久性，以保证其长期稳定的工作能力。
同时，根据具体的工程需求，可以选择具有较高或较低摩擦系数的橡胶材料，以实现不同的阻尼效果。
3.2 结构设计橡胶隔振器的结构设计也对阻尼特性有一定影响。
设计人员可以通过调整隔振器的形状、尺寸和刚度来改变其振动响应特性。
主动隔振试验实验报告
一、实验目的1. 了解主动隔振的基本原理和操作方法。
2. 掌握主动隔振系统的组成和功能。
3. 分析主动隔振系统的性能指标，评估其隔振效果。
二、实验原理主动隔振是一种利用反馈控制技术，通过调节系统的阻尼和刚度来抑制振动传递的方法。
主动隔振系统主要由传感器、控制器和作动器组成。
传感器用于检测振动信号，控制器根据传感器反馈的信号，利用预设的算法进行实时计算和分析，输出控制信号给作动器，作动器根据控制信号调节隔振系统的刚度和阻尼，从而实现对设备的主动减震和稳定。
三、实验设备1. ZJY-601A型振动教学试验仪2. 计算机3. 空气阻尼器四、实验步骤1. 安装振动教学试验仪，调整其振动频率和振幅。
2. 将传感器安装在试验仪上，连接计算机和传感器，确保数据采集和传输正常。
3. 启动振动教学试验仪，使系统产生振动。
4. 观察传感器采集到的振动信号，并记录相关数据。
5. 利用计算机对传感器采集到的振动信号进行处理，分析振动特性。
6. 根据分析结果，设置控制器参数，调节作动器，进行主动隔振实验。
7. 观察和记录主动隔振实验过程中的振动信号，分析隔振效果。
8. 比较主动隔振前后振动信号的差异，评估主动隔振系统的性能。
五、实验结果与分析1. 振动教学试验仪产生的振动信号经过传感器采集后，计算机实时显示振动波形，如图1所示。
图1 振动信号波形2. 经过分析，振动信号的频率为f1，振幅为A1。
3. 在未进行主动隔振实验前，振动信号经过处理后的频率为f2，振幅为A2。
4. 进行主动隔振实验后，振动信号的频率为f3，振幅为A3。
5. 比较主动隔振前后振动信号的频率和振幅，分析主动隔振系统的性能。
（1）频率变化：主动隔振前后，振动信号的频率变化不大，说明主动隔振系统对振动频率的抑制效果不明显。
（2）振幅变化：主动隔振后，振动信号的振幅明显减小，说明主动隔振系统对振动的抑制效果较好。
六、结论1. 通过主动隔振实验，掌握了主动隔振的基本原理和操作方法。
工程结构的阻尼和隔振设计
未来研究方向探讨
智能化阻尼和隔振技术
随着人工智能和大数据技术的发展，未来可研究如何将智能算法应用 于阻尼和隔振设计中，实现自适应调节和优化控制。
新型阻尼材料和隔振技术
02 03
隔震支座
隔震支座是一种特殊的阻尼装置，用于隔离地震波向上部结构的传播。 它允许建筑物在地震时相对于地面发生水平位移，从而减小地震力对上 部结构的影响。
耗能支撑
耗能支撑是一种具有滞回特性的支撑构件，能够在地震中通过塑性变形 消耗能量，减轻主体结构的损伤。
桥梁结构中的隔振设计
隔震沟
在桥梁结构中，隔震沟被用于隔离地震波向桥墩的传播。通过在桥墩周围设置隔震沟，可 以减小地震力对桥墩的作用，保护桥梁免受地震破坏。
阻尼材料
用于吸收和消耗振动能量，减少振动的幅度和持续时 间。常用的阻尼材料有橡胶、沥青等。
辅助结构
用于固定隔振元件和阻尼材料，保证整个隔振系统的 稳定性和可靠性。
隔振效果评价指标
传递率
表示隔振系统对振动传递的阻隔 程度，通常以分贝（dB）为单位 进行衡量。传递率越低，隔振效 果越好。
固有频率
指隔振系统自身固有的振动频率 。当外界振动频率接近固有频率 时，隔振系统容易发生共振，导 致隔振效果降低。
粘弹性阻尼材料
兼具粘性和弹性，能耗散振动能量，适用于各 种复杂结构的阻尼设计。
复合阻尼材料
通过不同材料的组合，实现宽频带、高效能的阻尼效果，满足特殊工程需求。
智能控制技术在隔振系统中应用
主动隔振技术
采用作动器对结构施加反向振动，抵消外部激励 引起的振动，实现高精度隔振。
浮筏隔振系统结构参数对隔振性能影响的研究
浮筏隔振系统结构参数对隔振性能影响的研究摘要：本文以船用柴油机发电机组浮筏为研究对象，利用ansys 谐响应分析计算了机组隔振系统结构的振动响应，并从系统的振级落差的角度详细研究了双层隔振系统主要结构如上下层隔振器刚度、中间体与被隔设备的质量比、以及隔振器阻尼等参数改变对系统结构振动响应的影响，同时进行了计算和试验结果对比分析。
为船用柴油机浮筏隔振系统的设计提供一些有益的结论。
关键词：船舶柴油机；ansys；有限元法；隔振效果abstract：based on the marine diesel generating set floating raft as the research object， the paper calculated the vibration response of the set vibration isolation system by using ansys harmonic response analysis and from the system’s vibration level perspective， a detailed study of the double-layer vibration isolation system of main structure has been made ，such as stiffness of double-layer isolator， the quality ratio of intermediates ，the influence of the vibration response on system structure caused by the change of damping . simultaneously， made a contract analysis of calculation and test results .it may provide some useful conclusions for the design of the floating raft isolation system .key words： marine diesel engine； ansys； finite element method； isolation performance引言浮筏系统就在一个公共的筏体上安装多台机器设备，将筏体弹性地安装在装有筏体的基础上。
阻尼对浮筏隔振性能的影响研究
的数学 模 型 。 由于 阻 尼 的本 质 和 表 现 均 相 当 复 杂 ， 应 的模 型 也 很 多 ， 相 ＡＮＳ ＹＳ提 供 了强 大 丰 富 的阻 尼 输 入 方法 ， 此 正确 理 解 ＡＮＳ 为 ＹＳ中各 阻
单元 阻尼 和全结构 恒定 阻尼 比。
瑞利 阻 尼 对 应 ａＭ ＋ Ｋ ； 料 阻 尼 对 应 材
— —
质量 ；
是 一 构 刚度 ； 一 结
。一
系 统 的无 阻尼 自振频 率 。
在多 自由度 系统 中采 用 等 效 粘滞 阻尼 ， 尼 阻
力 向量 的表达式 为
Ｆｄ 一 （） ３
近几 十年来 ， 人们 提 出了多种 阻尼 理论 假设 ，
式 中：ｆ Ｆ｛ 一
， … 一
阻尼 力列 向量 ；
能量 的 能力 。也 就 是 将 机 械 振 动及 声 振 的能 量 ，
在 实 际应用 中通 常是 用不 同频 率下 的阻尼 比 来表 征 系统 的阻尼 。
一 ＝ ＝＝ 一 —
ｃ
２ ㈨ ｏ ２
（） ２
、 一
转变 成热 能或 其 他 可 以损耗 的 能量 ， 而起 到减 从 振及 降 噪 的 目的 。引 起 结 构 能 量 耗 散 的 因素 很
收 稿 日期 ：０００— ６ ２ １—４２
— —
等效粘滞阻尼矩阵；
节点 的速 度 向量 。
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系统阻尼对隔振效率的影响研究
博雨 博播
摘要：引用隔振效率计算公式，采用实例计算方法，得出积极隔振中系统阻尼对隔振效
率的影响规律。
研究表明，随着系统阻尼的增大隔振效率逐渐下降，但是随着频率比的增大
隔振效率都升高。
系统阻尼增大时，设备质量对隔振效率也有一定影响。
1 前言
目前，隔振降噪的应用多起来，采用积极隔振或主动隔振,往往能满足减震降噪要求。
但隔振系统阻尼对隔振效率的影响研究还很少，本文讨论积极隔振中阻尼比对隔振效率的影
响，以供参。
2 隔振效率计算
隔振系数T ，表示传到基础的力与机械设备产生
的干扰力比值。
T = F 传/F 干 （1）
传到基础的力越小越好，因此隔振系数T <1。
根据隔振理论，隔振系数与振动系统的阻
尼比，频率比有关： T= 2222224)1(41λ
ζλλζ+-+ （2） 式中，λ为频率比，λ =ω/ωn ，即干扰力园频率ω与系统固有园频率ωn 之比；ζ为阻尼
比。
ζ=c/2m ωn (3)
式中，m 为振动质量或被隔振设备质量，kg ；c 为系统阻尼系数，N ·S/m 。
当忽略阻尼时，（2）式可简化为：
T= 2)
1(1λ- （4） 3 实例计算
以制冷压缩机组积极隔振为例，计算隔振系统有关参数的关系。
制冷压缩机组重量为
2800kg,计算时转数取550(r/min)-2800(r/min)，既激振力频率在57.6（rad/s ）-298.5
（rad/s ）之间，从而得到频率比为3.6-18.8。
另，根据资料[积极隔振系统的最佳阻尼比为ξ= 0.05-0.2，因此将有关参数代入（2）
式中，即可计算隔振系数T ，从而得出隔振效率（η=1-T ）。
由计算可知，阻尼比为零（既无阻尼时）隔振效率最高，而且随着阻尼比增加而逐渐降
低。
同时，也可以看到，不同频率比下降的规律几乎相同。
另外可知，随着频率比增大隔振效率增高，且不同阻尼比的增幅也几乎相同。
当阻尼很小时，如ξ=0.05以下，隔振效率与无阻尼差别不大，因此采用弹簧元件做隔
振时由于金属弹簧的阻尼系数很小，因此对隔振效率影响不大。
工程上，计算弹簧隔振器效率时，可忽略阻尼的影响采用（4）式计算隔振效率。
根据公式（3），如果被隔振设备质量减少一半，既质量为1400 kg，在其它条件都相同的情况下，计算隔振效率，其中激振频率取ω=89 rad/s，计算结果如图3所示。
由计算可知，随着阻尼系数增大，不同设备质量的隔振效率都降低，但质量小的下降更快一些。
但当系统阻尼很小时，两者差别不大。
一般在采用弹簧减震器时，由于金属弹簧的阻尼很小，故可不予考虑。
4 结论
1）系统阻尼影响隔振效率，阻尼越大影响越大，但是当阻尼很小时对隔振效率的影响与无阻尼时相差不大。
随着阻尼比增加，不同频率比的隔振效率都以相同幅度下降。
2）随着频率比增加，不同系统阻尼的隔振效率都以几乎相同幅度增高。
3）主动隔振中当采用金属弹簧做弹性元件时，由于金属弹簧的阻尼系数很小，计算隔振效率可以忽略阻尼，而对计算结果影响不大。
4）当采用金属弹簧减震器时，隔振质量对隔振效率的影响很小，可不予考虑。