U型金属阻尼器的力学公式推导及阻尼性能研究
粘滞阻尼器力学性能试验研究

粘滞阻尼器力学性能试验研究随着科学技术的发展,粘滞阻尼器在机械学中受到越来越多的关注,因为它具有良好的振动抑制和消能量的作用。
它有助于减少系统的振幅和时域内的能量消耗,从而改善系统的性能。
由于粘滞阻尼器具有复杂的特性,其力学性能对于确定粘滞阻尼器在实际应用中的有效性和可靠性具有重要意义。
因此,粘滞阻尼器力学性能的研究是必不可少的。
本文的目的是通过实验研究来研究粘滞阻尼器的力学性能。
在实验过程中,将粘滞阻尼器安装在一台振动试验机上,并使用力数据采集系统进行扫描,来确定其性能参数。
在实验室中,采用正弦波作为振动源,首先进行峰值振幅和最大输出力的测量,然后进行粘滞阻尼器的力学性能测试。
实验数据表明,当粘滞阻尼器当负载增加时,其力学性能会发生明显变化,其峰值和最大输出力也会受到影响。
在实验的基础上,我们使用有限元分析,对粘滞阻尼器的力学性能进行数值模拟分析,并分析其力学特性。
结果表明,当滑动摩擦系数增加时,粘滞阻尼器的最大输出力和最大变形量会降低,而当滑动摩擦系数减小时,粘滞阻尼器的最大输出力和最大变形量会增加。
这显示出,滑动摩擦系数对粘滞阻尼器的力学性能有着重要的影响。
最后,我们对测试结果进行了有效性验证。
首先,结合实验室测试和有限元分析,我们确定了粘滞阻尼器的各项力学性能。
然后,我们通过改变系统参数,实现变结构来验证测试结果。
结果表明,粘滞阻尼器的力学性能受系统参数的影响,当系统参数发生变化时,粘滞阻尼器的力学性能会发生显著变化。
综上所述,粘滞阻尼器的力学性能具有复杂的特性,通过实验研究和有限元分析可以准确确定其力学特性,并且结合实际情况可以有效验证测试结果。
因此,本研究为粘滞阻尼器的设计和应用提供了有用的参考。
阻尼比公式

阻尼比公式阻尼比是工程力学中一个重要的概念,它描述了振动系统中能量耗散的程度。
阻尼比公式是一个用于计算振动系统中阻尼比的数学公式,它是通过振动系统的性质来确定的。
在振动学中,我们经常遇到各种各样的振动系统,例如弹簧振子、自由振动系统等等。
当这些振动系统受到外界的干扰后,会发生振动,能量会从一个形式转化为另一个形式。
而阻尼比则是描述振动系统中能量耗散的一个重要指标。
它表示的是振动系统中阻尼力与回复力之间的比值。
阻尼力有助于控制振动系统的振动幅度和频率,也可以减少系统在振动过程中产生的噪音和损耗。
阻尼比公式是通过振动系统的动力学方程来推导的,它与振动系统的质量、弹性系数和阻尼力之间的关系密切。
公式的表达形式为ζ = c / (2*√(m*k)),其中ζ表示阻尼比,c表示阻尼力,m表示质量,k表示弹性系数。
根据阻尼比公式,我们可以通过测量振动系统的质量、弹性系数和阻尼力,来计算阻尼比的数值。
阻尼比的大小反映了振动系统耗散能量的程度,当阻尼比较小时,振动系统可能会产生过大的振幅,对系统的稳定性产生不利的影响;而当阻尼比较大时,振动系统可能会出现震荡减弱或停止振动的现象。
通过控制阻尼比的大小,我们可以对振动系统进行优化设计。
例如,在工程中,为了减少机械设备的振动噪音和磨损,我们可以采取适当的措施,增加阻尼力,从而提高阻尼比,降低系统振动的幅度。
另外,对于一些需要频繁起振和停振的系统,通过调节阻尼比的大小,可以实现快速起振和快速停振的目的。
在实际应用中,阻尼比的计算和控制是一个复杂而又重要的问题。
工程师需要根据具体的振动系统特性和要求,选择合适的阻尼比数值,并设计出合理的阻尼装置或措施,以实现系统振动的控制和优化。
总之,阻尼比公式是一个重要的工具,在振动系统的设计和优化中起到了重要的作用。
通过理解阻尼比的定义和计算方法,我们可以更好地控制和改善振动系统的性能,提高工程设备的稳定性和寿命。
因此,阻尼比公式的研究和应用对于工程领域具有重要的指导意义。
临界阻尼计算公式推导过程

临界阻尼计算公式推导过程临界阻尼是指一个线性动态系统的阻尼系数比临界阻尼值小但接近于临界阻尼值时的情况。
临界阻尼常被用作参考值,用于比较不同系统的阻尼大小和系统响应的快慢。
为了推导临界阻尼的计算公式,我们首先需要了解阻尼比的概念。
阻尼比(Damping ratio),通常用ζ(zeta)来表示,是在临界阻尼下的阻尼系数与临界阻尼下的阻尼系数之比。
在一个线性动态系统中,临界阻尼是系统从任何初始条件开始到达零的最快过渡时间,此时系统的阻尼系数为临界阻尼系数。
因此,当阻尼比小于临界阻尼时,系统响应的过渡时间将变长。
假设一个线性动态系统可以由如下的常微分方程描述:m * d²x/dt² + c * dx/dt + k * x = 0其中,m是质量,c是阻尼系数,k是刚度,x是位置。
当系统受到一个给定的输入,通常通过零初始条件,我们可以解析地得到系统的解。
解对应于一个二次函数,具有形式:x(t) = X * exp(-ζωn*t) * cos(ωn√(1-ζ²)*t + φ)其中,X是振幅,ωn是自然角频率,ζ是阻尼比,φ是相位角。
接下来,我们需要找到临界阻尼时的解析形式。
当阻尼比为ζ=1时,解将简化为:x(t) = X * exp(-ωn*t) * (cos(ωn*t) + ωn*t*sin(ωn*t))这个解的形式是特殊的,因为它包含了指数量和三角函数之间的乘积。
这使得临界阻尼是一个重要的临界点。
在临界阻尼情况下,过渡时间是一个重要的系统性能指标。
定义过渡时间为系统达到其最终值的时间,临界阻尼条件下的过渡时间可以通过求解如下方程得到:x(t) = X * exp(-ωn*t) * (cos(ωn*t) + ωn*t*sin(ωn*t)) = X * exp(-1) * (cos(1) + sin(1)) = 0.1 * X其中,我们假设过渡时间为t=1将上述方程化简,并使用近似方法,我们可以得到以下方程:exp(-1) * (cos(1) + sin(1)) = 0.1这是一个非线性方程,我们可以通过数值方法求解。
剪切型金属阻尼器的结构设计及力学特性分析毕业设计论文

编号
本科生毕业设计(论文)
题械工程及自动化专业
二〇一五年六月
设计总说明
在人类的生存与发展中,地震和暴风等自然灾害是不可避免的,它们严重威胁着人类的生活,因此人们对地震与风灾害的抵御与防护自古就有. 近几年来,对人们的经济、生命产生巨大伤害的地震在世界各地频繁发生. 而大量事实表明,地震中产生损失的主要因素是建筑物的倒塌,因此提高建筑物结构的抗震能力成为如今减少地震损失的首要方向. 随着科学技术的不断推进,抗震防风的技术也逐渐提高,在建筑物中加入减震耗能装置起到了至关重要的作用,使建筑物结构的强度、刚度、延性也有了非常明显的提高. 如今,结构的抗震耗能装置发展已比较成熟,现在,人们在通过调整或改变结构的震动反应以及动力参数途径,已达到进一步的提高建筑物在自然灾害中的完整性,有效的保护人们的生命安全. 在减震装置阻尼器的研究与操作方面,国外已具有很先进的技术,在航天、桥梁、房屋等方面都取得了成功的应用. 而如今我国为了加强建筑物结构的稳定性,也逐步的加强阻尼器研究与开发.
通过此次课题研究可以表明剪切型金属阻尼器具有良好的耗能减震功能,可以满足提高建筑物抗震能力的要求. 并且对于改变结构以及腹板、翼缘尺寸的阻尼器其耗能特性的变化还是比较明显的,因此,在实际工业建筑应用时,应考虑多方面因素以使用最为恰当的阻尼器。
薄壁U形金属阻尼器剪切刚度计算分析

薄壁 U形 金 属 阻尼 器 剪 切 刚 度计 算 分 析
刘茂社 , 卢俊龙
( 西安理工 大学 土木建筑工程学院 , 陕西 西安 7 1 0 0 4 8 )
摘要 : 通过建立有限元模型 , 对薄壁型 u形金属 阻尼 器在水平荷载作 用下的 内力与 变形进行 了计
算, 并结合不同厚度 u形阻尼器的力一 位移曲线的特征 , 对 阻尼器的内力分布与屈服过程进行分析 , 通过 对 比屈服 前 后 的刚度 , 研 究 了 U 形金 属 阻尼 器 的 刚 度 随 其厚 度 及 宽度 的 变化 规 律 。 结 果表
西安理工大 学学 报 J o u na r l o f X i ’ a n U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y ( 2 0 1 3 )V o 1 . 2 9 N o . 2 文章 编号 : 1 0 0 6 - 4 7 1 0 ( 2 0 1 3 ) 0 2 - 0 2 0 7 - 0 4
UU Ma o s h e .L U J u n l o n g ( F a c u l t y o f C i v i l E n g i n e e r i n g A n d A r c h i t e c t u r e , X i ’ a n U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y , X i ’ a n , 7 1 0 0 4 8 , C h i n a )
明, U形金属 阻尼 器的屈服 开始 于压 弯段 , 屈服后 其 刚度 退化 较 大 ; 屈 服 前后 阻尼 器 刚度 均 随 厚度
的增 加 而增加 , 且 当厚 度 大 于 6 mm 时 , 增 加速 度加 快 ; 当阻尼 器厚 度 一 定 时 , 各 刚度 均 随 宽度 增加 而 线性 增加 , 刚度 增加 速度 屈服 前 略 快 于屈 服 后 。 因此 , 在 结 构振 动 控 制 设计 时应 用薄 壁 u 形金
金属簧片阻尼隔振器性能分析

图 1 金属簧片隔振器示意图 图2 中心柱与阻尼片作用示意图 图 3 金属簧片隔振器有限元模型
Fi. Mea p i i ain g1 tls rngvbrto ioao c mai r wig s ltrshe t d a n c Fi. g 2 Muta nea t n u li trci o s h ma i rw n c e tc d a g i Fi. i i lme tmo e f g 3 F nt ee n d lo e mea p ig vb ain ioao t s rn ir t s ltr l o
振
动
与
冲
击
第3 O卷第 5期
J 0URNAL OF VI BRAT1 0N AND S HOCK
金 属 簧 片 阻 尼 隔 振 器 性 能 分 析
王东衡 ,石 秀东
( 江南大学 机械工程学 院 , 无锡 242 ) 1 12
摘 要 :建立了金属簧片隔振器振动系统的动力学模型, 通过有限元计算得出摩擦力曲线 , 进一步采用动力学方
作用 力 。利 用 L S—D N Y A程 序建立 金 属簧 片 隔振 器动 力学 有限元 分析模 型 ( 图 3 , 组件 均 采用 Sl 14 见 )各 o d 6 i ( 8节点 6面体单 元 ) 单 元 属性 设 为 常应 变 ; 组件 的 , 各 材料模 型 和具体 属性参 数 见表 1 4。 7
帽盖 、 构 阻尼 片 、 C结 D 尼片 、 座 、 E底 F底槽 座 、 弹 G
性 系统 的响应 计算 … 。颜 肖龙 等 对含 于 摩擦 振 动 系 统
的“ 无谐 振” 振动 隔离 进 行 了研 究 J 白鸿 柏 、 协 清 。 黄
等
剪切型金属阻尼器的结构设计及力学特性分析毕业设计论文
Design G survival and development of human, earthquake, storm and other natural disasters are inevitable, and they are serious threats to human life. So people resist earthquake and wind damage since ancient times. In recent years, the earthquakes happened more frequently around the world, which caused huge damage to people's lives and property. The fact is that the main reason for losses is the building collapsed in the earthquake, and therefore to improve the seismic capacity of the building structure to reduce earthquake losses now becomes the primary direction. With the continuous advance of science and technology, seismic wind technology is gradually improving. Adding damping energy consuming device in the building plays a vital role in making the building structure strength, stiffness, ductility. Today, the development of seismic energy dissipation device structure is more mature, people in shock reaction by adjusting or changing the way the structure and dynamic parameters has reached further improve in the integrity of the building in natural disasters and effective protection from people's lives in the shock absorber damper research and operational aspects, which have very advanced technology, aerospace, bridges, houses, etc. and have made a successful application. But today China is also gradually strengthen Damper and development, which will be apply to various areas in order to ensure the stability of the structure.
利用阻尼公式解答阻尼问题
利用阻尼公式解答阻尼问题阻尼是物体运动时受到的阻力,它会影响物体的运动速度和位置。
在物理学中,阻尼可以分为三种类型:无阻尼、临界阻尼和过阻尼。
利用阻尼公式可以解答与阻尼相关的问题。
1. 无阻尼运动无阻尼运动指的是物体在没有任何外界阻力的情况下进行的运动。
在无阻尼情况下,物体的运动满足简谐振动的特点。
简谐振动的运动方程可以表示为:x = A * sin(ωt + φ)其中,x表示物体的位移,A表示振幅,ω表示角频率,t表示时间,φ表示初始相位。
2. 临界阻尼运动临界阻尼指的是物体受到的阻力刚好能够消除振动的情况。
在临界阻尼情况下,物体回到平衡位置所需的时间最短,但没有振动。
临界阻尼的运动方程为:x = (A + Bt) * e^(-λt)其中,x表示物体的位移,A、B是常数,λ为阻尼系数,t表示时间。
3. 过阻尼运动过阻尼是指物体受到了超过临界阻尼的阻力,导致物体回到平衡位置所需的时间更长。
过阻尼的运动方程为:x = Ce^(-λ1t) + De^(-λ2t)其中,x表示物体的位移,C、D是常数,λ1和λ2分别为两个不同阻尼系数,t表示时间。
通过以上的运动方程,可以利用阻尼公式解答各种阻尼问题。
根据具体问题的条件,可以确定未知数的值,进而求解出物体的位移、速度、加速度等相关信息。
总结:阻尼问题是物理学中的重要内容,通过利用不同类型的阻尼公式,可以解答与阻尼相关的物理问题。
无阻尼、临界阻尼和过阻尼分别对应着不同的物体运动情况,通过确定各种未知数的值,可以获得详细的物体运动信息。
在实际应用中,阻尼问题广泛存在于各个领域,如工程、生物学等。
掌握阻尼公式的应用方法,对于解决实际问题具有重要的意义。
以上是利用阻尼公式解答阻尼问题的相关内容,希望对你有所帮助。
金属橡胶阻尼元件的力学模型及减振特性研究
翻嗣 镝囊蕈站建壤术 嘲.
金 属橡 胶 阻尼元 件 的力 学模 型 及减振 特性研 究
张芳萍 , 文欣, 樊 梁 佳
( 北 大 学 振 动冲 击 噪 声 研 究所 , 中 山西 太 原 0 0 5 ) 3 0 1
摘 要 : 通过 试验 和理论 相结合 的方 法 , 立 了金 属橡胶 材 料 的 力学模 型 , 究 了一 种金 属 橡胶 材料 建 研
曲线 , 总结 了不 同加速 度激励 水平 、 同广义 密度 、 同配 重对其振 动性 能 的影响 。结果表 明 , 不 不 随着激励 力
和 负载 的 增 加 , 减 振 效 果 更 好 。 其
关键 词 : 属
中图分类 号 : G 117 T 1 . 文献标志 码 : A
动 和 冲 击 的 抑 制 问 题 。依 靠 控 制 机 器 内 产 生 动 力 的
1 金 属 橡 胶 阻 尼 元 件振 动 的理 论 模 型 研 究
1 1 数 学 模 型 的 建 立 .
应用 于振 动系统 中 的非线性 元件往往 具有 非常
复杂 的本构关 系 。金 属橡 胶 材 料 减 振 系统 的位 移一
任何一 种 阻尼都 不能有效 地描 述阻 尼力 的特征 。
所 以笔者 把 总 的迟滞 恢 复 力 F分 为 弹性 力 F
和阻尼 力 F
F—F +F F 一∑K2 。 F 一c 主l g ( ) l r ; l 。 n x - s
i l —
式中: c为等效 阻 尼 系 数 ; a为 阻 尼敏 感 指 数 。 由上 式可 知道 , a越 大 , 阻尼 力 对 速 度 的变 化 越 敏感 , 所 以指 数又 反映 阻尼 的组 成 , 阻尼 成 分 的 函数 。当 为
力学系统的阻尼效应分析
力学系统的阻尼效应分析引言力学学科研究的是物体运动的规律和力的作用。
在力学系统中,阻尼效应是一个重要的概念,它描述了物体在受到外部力作用时运动的减缓或停止的现象。
本文将探讨力学系统中阻尼的产生原因、不同类型的阻尼效应以及阻尼对系统运动的影响。
一、阻尼的产生原因阻尼是由外界或自身介质对物体运动的阻碍力造成的。
常见的阻尼产生原因有以下几种:1. 空气阻力:当物体在空气中运动时,空气分子与物体表面的碰撞会产生阻力,从而减缓物体的运动速度。
2. 摩擦阻力:物体在接触面上的摩擦力会阻碍物体的运动。
摩擦阻力的大小与物体的质量、表面形态以及接触面间的摩擦系数有关。
3. 流体阻尼:当物体在液体中或受液体作用力的情况下运动时,液体分子与物体表面的相互作用会产生阻力,称为流体阻尼。
流体阻尼的大小与物体的速度和液体的粘度有关。
二、不同类型的阻尼效应在力学系统中,阻尼效应可以分为以下几种类型:1. 临界阻尼:当物体在受到外界力驱动时,刚好使它达到平衡位置而无过度摆动或振动时,称之为临界阻尼。
临界阻尼能够最快地将物体带回平衡状态。
2. 欠阻尼:欠阻尼是指物体在受到外界力推动后,随着时间的推移,摆动或振动幅度逐渐减小,而不会出现过度振动的现象。
欠阻尼使得系统回到平衡位置的时间较长。
3. 过阻尼:过阻尼是指物体在受到外界力驱动后,摆动或振动的幅度逐渐减小,但时间较长。
过阻尼的表现是物体回到平衡位置的速度较慢。
三、阻尼对系统运动的影响阻尼对力学系统的运动产生重要影响。
以下是阻尼效应对系统运动的几方面影响:1. 减小振幅:阻尼效应会使系统的振幅减小,从而使系统的能量逐渐耗散。
这对于需要控制振动幅度的系统非常重要。
2. 延长回复时间:阻尼效应会使系统的回复时间延长。
特别是过阻尼情况下,物体回到平衡状态所需的时间更长。
3. 抑制共振:阻尼能够抑制系统的共振现象,减小系统在共振频率附近发生过分大的响应,从而提高系统的稳定性。
结论阻尼效应是力学系统中一个重要的现象,影响着物体的运动和系统的稳定性。
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关 键词
U形金 属 阻尼 器 ,公式 推 导 ,数值模 拟 ,阻尼 性 能
S t u d y o n M e c h a n i c s Fo r mu l a De d u c t i o n a n d Da mp i n g
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t h e o r e t i c a l c a l c u l a t i o n f o r mu l a i s r e a s o n a b l e a nd p r a c t i c a l a n d c a n pr o v i d e c e r t a i n b a s i s f o r t h e d e s i g n o f t h e U— s h a p e d me t a l d a mp e r .
Abs t r a c t As a t y p i c a l r e p r e s e n t a t i v e o f t h e ir f s t g e ne r a t i o n o f me t a l l i c da mpe r s , U— s h a pe d me t a l d a mpe r ha s d r a wn s o me a d v a n t a g e s, s u c h a s e a s y ma t e r i a l a v a i l a bi l i t y, s i mp l i ie f d p r e p a r a t i o n, l o w c o s t . T hi s p a p e r p r o p o s e s a n e w s i mp l i ie f d me c h a n i c a l mo d e l a bo u t U— s h a pe d me t a l d a mp e r a n d d e d u c e s t h e o r y f o r mu l a o f t h e r e l e v a n t
t h i s p a p e r , t h e n u me r i c a l s i mu l a t i o n r e s u l t s a n d t h e t h e o r e t i c a l f o m u r l a c a l c u l a t i o n r e s u h s a r e c o mp a r e d , a n d t h e r e l e v a n t p a r a me t e r s o f d a mp i n g p e r f o r ma n c e a r e c a l c u l a t e d a n d a n a l y z e d .T h e r e s u l t s s h o w t h a t t h e
( 西北农林科技大学水利 与建筑 工程学院 , 杨凌 7 1 2 1 0 0 )
摘 要 u形金属 阻尼器是第一代金属阻尼器的典型代表 , 具有取材容易、 结构简单、 费用低廉等优点。 本文提 出了一种新的 u形金属 阻尼 器的简化 力学模型, 基 于钢材 简化本构模 型推导 了相关力学参数的
Pe r f o r ma n c e o f U- s h a p e d Me t a l Da mp e r
Z H A 0 Z h e n z h e n Z H A N G A i j u n HE B i n
( C o l l e g e o f Wa t e r R e s o u r c e s a n d A r c h i t e c t u r a l E n g i n e e r i n g , N o  ̄ h w e s t A g r i c u l t u r a l a n d F o r e s t r y U n i v e r s i t y , Y a n g l i n g 7 1 2 1 0 0 , C h i n a )
第3 3卷第 2期
2 0 1 7年 4月
结
构
工
程
师
Vo 1 . 33.No . 2 Apr .2 01 7
S t r uc t u r a l En g i n e e r s
U 型 金 属 阻 尼 器 的 力 学 公 式 推 导 及 阻 尼 性 能 研 究
赵珍珍 张 爱 军 何 斌
me c h a n i c a l p a r a me t e r s b a s e d o n s i mp l i i f e d c o n s t i t u t i v e mo d e l o f s t e e 1 .A n d U — s h a p e d me t a l d a mp e r i s