隔振基本原理.
隔振原理的应用
隔振原理的应用1. 什么是隔振原理？隔振原理是指通过特定的方法和装置，将产生的振动从一处传递到另一处，以达到减小振动传递效果的技术。
隔振原理的应用主要是通过降低振动的传递路径或者改变路径上的特定特性来达到减振的效果。
2. 隔振原理的应用领域2.1. 建筑结构领域隔振原理在建筑结构领域得到广泛应用。
例如在高层建筑中，采用隔振装置可以减小地震和风振对建筑物造成的影响；在桥梁结构中，采用隔震垫可以减小车辆通行带来的振动传递效应。
2.2. 机械工程领域在机械工程领域，隔振原理常用于减小机械设备产生的振动传递到周围环境中。
例如在工厂车间中，通过将振动源与地面隔离，可以减小机械设备对环境和其他设备的干扰。
2.3. 航空航天领域在航空航天领域，隔振原理被广泛应用于航空器的设备和系统上。
通过使用隔振装置，可以减小振动对飞行器稳定性和舒适性的负面影响。
3. 隔振原理的基本方法3.1. 主动隔振主动隔振是指通过主动控制装置对振动进行反馈和补偿，以减小振动传递效应的方法。
主动隔振常采用传感器、控制器和执行器等装置，通过实时监测振动信号，并迅速做出相应的控制，来实现减振效果。
3.2. 被动隔振被动隔振是指通过特定的材料和装置，在物理上通过吸收、反射或阻隔振动的传递来实现减振效果。
常用的被动隔振装置包括隔震垫、隔音板和阻尼器等。
3.3. 混合隔振混合隔振是指将主动隔振和被动隔振相结合的方法，以发挥各自的优势。
例如在某些航空航天应用中，通过结合主动控制和被动隔振装置，可以实现更高效的减振效果。
4. 隔振原理的优势和应用4.1. 减小振动对设备和结构的破坏隔振原理的应用可以有效减小振动对设备和结构的破坏，延长其使用寿命。
尤其对于需要长时间运行的机械设备和建筑结构来说，隔振原理的应用能够起到事半功倍的作用。
4.2. 提高系统稳定性和效率通过减小振动的传递效应，隔振原理可以提高系统的稳定性和效率。
在一些对精度要求较高的场合，如实验室仪器、光学和电子设备等，采用隔振装置可以减小外界振动对系统的干扰，提高实验和测量的准确性。
半导体设备 隔振设计原理
半导体设备隔振设计原理今天来聊聊半导体设备隔振设计原理的一些事儿。
不知道大家有没有这种经历啊，我住的地方呢靠近一条大路，经常会有那种大卡车路过。
每次大卡车“哐当哐当”开过的时候，我能明显感觉到房子都在微微震动，桌上的小摆件有时候都会跟着晃悠。
这其实就跟半导体设备面临的一个问题有点像啦，外界的震动会给设备带来影响。
半导体设备可是很精密的，就像一个超级精细的工艺品似的，哪怕一点点震动可能都会影响它的性能。
比如在半导体光刻这个环节，那精度要求是非常非常高的，就像我们给鸡蛋雕刻花纹一样，手抖一下就前功尽弃了。
所以这个隔振设计就特别重要。
那这个隔振设计是怎么实现的呢？这就要说到一个原理——减振与隔振主要是利用弹性材料来减少振动的传递。
打个比方吧，就像我们跑步的时候要穿上有弹性的运动鞋，这样我们脚着地时候受到的冲击力就不会直直地传到膝盖和身体其他部位。
在半导体设备隔振里也是一样的道理，在设备和外界接触的地方设置一些弹性的隔振器。
我刚开始学习这个的时候啊，其实特别困惑，为什么只是加个弹性的东西就能隔振啊？后来我才知道这里面还有相关的理论支持呢。
这里涉及到一个叫做振动传递率的概念，就是衡量震动从震源传递到设备的比率。
要是隔振器设计合理的话，这个传递率就会变得很低，外界的震动大部分就被“挡在门外”了。
在实际应用案例中，很多大型的半导体制造工厂在安装设备的时候，都会根据设备的具体要求定制隔振方案。
比如说，有的设备对高频震动特别敏感，那就采用专门针对高频减震的隔振材料和结构。
有意思的是啊，在隔振设计里还有不少注意事项呢。
比如说隔振器的布置，可不能是乱摆的，要根据设备的重心等因素合理安排。
这就像我们搭积木一样，每一块放在哪里都是有讲究的，放不对啊整个结构就不稳固啦。
说到这里，你可能会问，那这个隔振设计到底能把震动减少到什么程度呢？老实说，这就得具体问题具体分析了。
不同的设备要求不一样，不同的震动环境也不一样。
不过通过合理的设计，是能够让半导体设备在相对稳定的状态下工作的。
第十一章隔振
1 2D 2 1 2 2 2D 2
tan 2 p 2 p2
具体传递曲线两者完全一致
2
隔振原理
等效阻尼
2 阻尼对隔振效率有不利影响，周期振源时适用，复杂振源不一定
粘性阻尼是线性的，利于求解，还有很多非线性阻尼，能量等效
稳态响应： z Bsin pt
粘性阻尼作功：
Wd
cpB2
振幅越大， 阻尼消耗的能力越大
仪器与设备
工作原理： 被测物体振动时，传感器将感受的 运动信号转化为电信号，经放大后， 通过分析仪器显示
5
振动测试技术
传感器
感知和传输运动信号是测量系统的重要环节，传感器是核心装置
目前广泛使用的是电测传感器，可以将位移、速度、加速度和力等 物理量转化为电信号，便于传输、处理和存储
位移传感器、速度传感器、加速度传感器、力传感器，速度-位移，加速度-速度
2
隔振原理
主动隔振
运动方程：
m&z& cz& kz U sin pt
传递给设备的激振力变成两个， 弹簧+阻尼器，且相差90°
系统的稳态响应：
z Asin pt
弹簧力： 阻尼力：
kz kAsin pt cz& cApcos pt
其中：
A
As
1 2 2 2D 2
传递率：
U0
第十一章 隔振设计
1
概述
2
隔振原理
3
减振器设计
4
阻尼减振技术
5
振动测试技术
2
隔振原理
隔振
最好的办法是消除振源：载具的发动机，电子设备的散热风扇，不现 实
只能设备与振源隔离，使振动在传递图中减弱甚至消除 根据振源的不同，主动隔振与被动隔振 主动：设备本身在振动，将其与基础隔离，振动不传递到基础 被动：基础振动，将设备与基础隔离，振动不影响设备
悬吊隔振措施
悬吊隔振措施1. 引言在建筑和土木工程中，隔振技术被广泛应用于减小结构受振动的影响。
悬吊隔振措施是其中一种常见的隔振方法，通过在结构体下部悬吊一定质量的隔振装置，可以有效地减小结构受到的振动幅度。
本文将介绍悬吊隔振措施的原理、适用范围以及实际应用。
2. 悬吊隔振原理悬吊隔振原理是基于质量隔离原理，通过在结构体下部悬吊隔振装置，使得结构体与地面之间形成一个自由度。
在结构受到外部振动时，隔振装置将阻尼振动，减小振动在结构体中的传递。
悬吊隔振装置通常由质量块、弹簧和阻尼器组成。
质量块的选取需要考虑结构体的质量、振动频率和期望的隔振效果。
弹簧用于支撑质量块，并提供适当的刚度。
阻尼器用于阻尼振动，减小振动幅度。
3. 悬吊隔振的适用范围悬吊隔振技术适用于需要减小结构受振动影响的各种建筑和土木工程项目。
以下是一些常见的应用场景：3.1 大型桥梁大型桥梁通常会受到风载、交通载荷以及地震等外部振动的影响。
使用悬吊隔振装置可以有效地减小桥梁受到的振动幅度，保证桥梁的安全性和舒适性。
3.2 高层建筑高层建筑由于自重和风载作用，容易产生较大振动。
通过悬吊隔振措施，可以减小楼层受到的振动幅度，提高建筑物的稳定性和舒适性。
3.3 振动敏感设备某些振动敏感设备对环境振动非常敏感，如精密仪器、实验室设备等。
通过在设备底部悬吊隔振装置，可以将振动传递到地面的幅度大大减小，提高设备的测量和实验精度。
4. 悬吊隔振实际应用案例4.1 鸟巢体育馆鸟巢体育馆是北京奥运会的主要场馆之一，设计采用了先进的悬吊隔振技术。
通过悬吊隔振装置，有效减小了地震和风载对体育馆的影响，提高了观众的观赛体验。
4.2 海底隧道在海底隧道施工过程中，悬吊隔振技术可以减小施工振动对周围海洋生态的影响。
通过悬吊隔振装置，减小了施工振动对海洋生物、海底管道和设备的破坏，保护了海洋环境。
4.3 实验室设备实验室中的精密仪器通常对环境振动非常敏感。
通过在设备底部悬吊隔振装置，可以将环境振动传递到地面的幅度大大减小，提高实验的准确性和重复性。
第五章-隔振技术-第六章-阻尼技术
6.1.2 阻尼的产生机理 从工程应用的角度讲，阻尼的产生机理就 是将广义振动的能量转换成可以损耗的能量，
从而抑制振动、冲击、噪声。 1 ．工程材料的内阻尼 材料阻尼的机理是：宏观上连续的金属材
料会在微观上因应力或交变应力的作用产生 分子或晶界之间的位错运动、塑性滑移等，
产生阻尼。在低应力状况下由金属的微观运
动产生的阻尼耗能，称为金属滞弹性。
当金属材料在周期性的应力和应变作用
下，加载线 和卸载线 在一次周期的应力循 环中，构成了应力 - 应变的封闭回线 ABCDA ，阻尼耗能的值正比于封闭回线的面 积。
粘弹性材料属于高分子聚合物，从微观结构上
看，这种材料的分子与分子之间依靠化学键或物 理键相互连接，构成三维分子网。高分子聚合物 的分子之间很容易产生相对运动，分子内部的化 学单元也能自由旋转，因此，受到外力时，曲折 状的分子链会产生拉伸、扭曲等变形；分子之间 的链段会产生相对滑移、扭转。当外力除去后， 变形的分子链要恢复原位，分子之间的相对运动 会部分复原，释放外力所做的功，这就是粘弹材 料的弹性；但分子链段间的滑移、扭转不能全复 原，产生了永久性变形，这就是粘弹材料的粘性， 这一部分功转变为热能并耗散，这就是粘弹材料 产生阻尼的原因。
系统频率。如果系统干扰频率 比较低，系
统设计时很难达到 的要求，则必须通
过增大隔振系统阻尼的方法以抑制系统的振
动响应。
5.2 隔振设计与隔振器 在隔振设计中，通常把 100Hz 以上的干 扰振动称作高频振动， 6-100Hz 的振动定义 为中频振动， 6Hz 以下的振动为低频振动。 常用的绝大多数工业机械设备所产生的 基频振动都属于中频振动，部分工业机械设
隔振技术在轨道交通中的应用
c
.
x
，通过传振系
.
统的干扰力为 P c x kx ，在稳定情况下，
图1.2 有阻尼单自由度 隔振系统
传递干扰力的幅度为：
p0
& P cx kx
F0 / k
(kej(t) jce j(t) )
(1 z2 )2 (2z)2
F0 / k
(k 2c2) ，振动传递系数为：T
图1.4 轨道结构主动隔振
图1.5 建筑物基础安装减振支座
一、隔振基本原理及效果评价指标
1.4 隔振的分类
（2）按照隔振器有源与否分：隔振分为被动隔振、主动隔振和半主动隔振。被动隔振是在 振源与系统之间加入弹性元件、阻尼元件甚至惯性元件以及它们的组合所构成的子系统。主动隔 振也叫有源隔振，一般是在被动隔振的基础上，并联或串联一个能产生满足要求的力作动器，或 者用力作动器代替被动隔振装置的部分或全部元件，通过适当的动态主动力来达到隔振的目的， 这种隔振装置需要系统中有能源装置提供能量支持隔振装置工作。半主动隔振与被动隔振的差别 在于使用过程中，它可以改变隔振设备的阻尼特性，所以，半主动隔振设备又称为可控制的被动 隔振系统，隔振效果优于被动隔振。像主动隔振系统一样，半主动隔振系统的传感器装置得到结 构响应及激励的信息，并反馈给最优控制算法装置，然后发出适当的指令给半主动设备，以改变 隔振设备的特性，但与主动隔振系统不同的是，半主动隔振系统提供的控制力受到隔振设备的制 约，有时它并不能提供按最优控制算法得到的力，所以，它的控制效果次于最优主动控制。然而， 由于半主动隔振所需要的外部能量比主动控制少得多，且半主动隔振系统不给结构施加机械能量， 隔振的稳定性得到保障，是一种失效一安全性的隔振方法。
隔振原理及机械设备的隔振方法
（1－7） （1－8）
可假定系统的初始条件
P (t ) v0 dt t M
0
物体的位移（t>0）及速度可用式（1－9）、（1－10） 表达：
x v0 sin(0 1 2t )
0 1 2 e t
0
（1－9） （1－10）) 1 2 e0 t
积极隔振与消极隔振
一般采取以下措施来防止或减弱有害的机械 振动： 消除或减小振源， 切断及抑制从振源向外界的振动传递； 防止振动物体或结构的共振。 中间一项就是振动隔离的问题。振动隔离的 目的是：防止机器设备的振动对建筑结构及环境 的影响；防止建筑结构或基础的振动对机器设备 的影响。前者为积极隔振，后者为消极隔振。
消极的冲击隔离
消极的冲击隔离如图1—3b所示，基础的脉冲位移由式 (1—13)表达：
U (t ) U 0 (-t<t<0) (t<-t,0<t)
（1－13）
物体的初始速度 v0 由式(1—14)表达： （1－14） 物体的位移与式（1－9）相同，隔离系数与式（1－12） 相同。 消极的冲击隔离和积极的冲击隔离的隔离原理是相同的， 为了达到一定的隔离效果，须选择较软的弹性支承并增大 系统的支承阻尼性能。
本章内容
隔振原理及机械设备的隔振方法 隔振器、隔振元件与隔振材料的分类及主 要性能 隔振器、隔振元件与隔振材料的选用 单双层隔振与浮筏隔振
隔振器、隔振元件与隔振材料的分类 及主要性能
从理论上说，凡是具有弹性的材料均能作为隔振 元件，但在实际工程应用上受到很多条件的限制， 例如能否大量供应，性能是否稳定，使用寿命长 短以及是否具有防水、防油、防火性能等。兹将 目前国内大量使用的隔振元件和隔振材料介绍如 下。
隔振原理
书：机械振动与噪声学赵玫，周海亭， 陈光冶，朱蓓丽科学出版社2004年9月第1版 2008年1月第三次印刷 P135隔振：就是在振源和设备或其他物体之间用弹性或阻尼装置连接，使振源产生的大部分能量由隔振装置吸收，以减小振源对设备的干扰。
分类：主动隔振（积极隔振） 被动隔振（消极隔振） 如图所示，其中：m —机器的质量k —弹性装置的刚度c （或h/ω）—弹性装置的阻尼当机器的振幅为0X 时，它传递到底座上的力有两部分：一部分通过弹簧传递到基础上，即弹簧力0kX ；另一部分是由阻尼器传到地基上的力，即阻尼力0X c ω（或0hX ）。
机器的受力分析和力矢量的关系如图所示，传递到地基上的力幅T F 是上述两力的矢量和。
()()()20202021ωζω+=+=kX X c kX F T由式（4-23）()()22200021/ωζωμ+-==kX kX F 代入上式得：()()()222202121ωζωωζ+-+=F F T 定义力传递率为：0F F ST==刚性支承传递的力幅幅通过弹性支承传递的力 则()()()222202121ωζωωζ+-+===F F S T刚性支承传递的力幅幅通过弹性支承传递的力当阻尼忽略不计时，0=ζ2011ω-==F F S T将上式画成力传递曲线，如下图所示，从图中可以看出：（1）当1<<ω时，1≈S ，当系统的固有频率远大于激励频率时，隔振效果几乎没有；（2）当2<ω时，1>S ，不但没有什么隔振效果，反而会将原来的振动放大；（3）当1=ω时，系统还要产生较大的共振振幅；（4）当2>ω时，1<S ，振动隔离才有可能。
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2
• 根据容许干扰值 计算出隔振效率
• 查出ω/ω0和 ρ/ρ0之值
1
3
• 验算
5
• 根据总质量与f0选 取弹性元件的k值
• 根据ω0选取 ω0=2πf0
6
4
三、隔振器的设计
当确定隔振系统的参数后，还应根据具体要求选好隔振系 统的结构形式。
尽量使系统的质量中心处在垂直平面的中心轴上(结构的 中心轴上)。 最好使系统的质量中心在水平位置上处于弹性元件的支承 水平面附近，以提高系统的横向稳定性。
四、高频/低频隔振
高频振动的隔离
高频干扰往往振幅较小而频率高，它常会引起弹性元 件的纵向弹性共振。
在发生纵向弹性共振的情况下,负荷的弹性元件本身则 变成一个有分布参数的线性振动系统。隔振系统除有集中 参数的线性振动系统的一个固有频率ω0外，还有其他共振 频率ωk，这就是弹性元件的纵向弹性固有振动频率。所以 在设计隔振系统时，除考虑到集中参数的线性振动规律外， 还应注意不使主要的干扰频率与隔振系统的纵向固有弹性 振动频率相同，从而保证整个隔振系统在干扰力的作用下 能获得良好的隔振效果。
四、高频/低频隔振
高频振动的隔离
四、高频/低频隔振
高频振动的隔离
四、高频/低频隔振
低频振动的隔离
四、高频/低频隔振
低频振动的隔离
1.对隔离大地脉动目前可选用气垫 2.对要求特别严格的实验室应当通过选点和采取隔振措 施相结合的办法来克服 3.采用局部零件隔振方法,而“长周期惯性悬挂”是可取 的一种方案
四、高频/低频隔振
低频振动的隔离
ＴＨＡＮＫ ＹＯＵ！
当 阻 尼 不 可 忽 略 时
二、ω 和ρ 对隔振效果的影响
二振 消极隔振
高频振动干扰的隔离（100Hz以上） 中频振动干扰的隔离（ 6Hz以上至100Hz之间） 低频振动干扰的隔离（ 5Hz以下）
三、隔振器的设计
• 测量和分析振 动干扰值
隔振基本原理及应用
主要内容
隔振的基本原理
ω和ρ对隔振效果的影响 隔振器的设计 高频、低频隔振
一、隔振基本原理
刚性基座对力 是1比1的传递过去的。它对 力 F不起放大或减小的作用。
一、隔振基本原理
一、隔振基本原理
二、ω 和ρ 对隔振效果的影响
当 阻 尼 忽 略 不 计 时
二、ω 和ρ 对隔振效果的影响