环保工程师辅导之阻尼减震的基本原理

　　固体振动时，使固体振动的能量尽可能多地耗散在阻尼层中的方法，称为阻尼减震。

　　阻尼是指阻碍物体的相对运动、并把运动能量转化为热能或其他可以耗散能量的一种作用。

　　阻尼的作用主要有以下五个方面：

　　(1)阻尼有减小机械结构的共振振幅，从而避免结构因动应力达到极限造成结构破坏。

　　(2)阻尼有助于机械系统受到瞬间冲击后，很快恢复到稳定状态。

　　(3)阻尼有减少因机械振动所产生的声辐射，降低机械性噪声。

　　(4)可以提高各类机床、仪器等的加工精度、测量精度和工作精度。各类机器尤其是精密机床，在动态环境下工作需要有较高的抗震性和动态稳定性，通过各种阻尼处理可以大大提高其动态性能。

　　(5)阻尼有助于降低结构传递振动的能力。

　　从物理现象上区分，阻尼大致可分为以下6类：

　　(1)工程材料内阻尼

　　工程材料种类繁多，尽管其耗能的微观机制有差异，宏观效应却基本相同，都表现为对振动系统具有阻尼作用，因这种阻尼起源于介质内部，故称为工程材料内阻尼。

　　(2)液体的黏滞阻尼

　　在实际工程中，各种结构往往与流体相接触，而大部分流体都具有一定黏滞性，当这些结构相对其周围流体介质运动时，后者给前者以运动阻力，对振动物体做负功，使其损失一部分机械能，这些机械能最终转变为热能。

　　(3)结构阻尼与库仑摩擦阻尼

　　相互压紧的两个表面有滑动趋势，或者出现相对滑动时，这两个表面上立即产生一对方向相反的力，这就是干摩擦力，也叫做库仑阻尼力。

　　(4)冲击阻尼

　　冲击阻尼是另一种结构耗能方式。工程中可以通过设置冲击阻尼器来获得冲击阻尼，例如砂、细石、铅丸或其他金属块、以至于硬质合金等，均可用做冲击块，以获得冲击阻尼。

　　(5)辐射阻尼

　　当振动物体带动周围连续介质运动时，振动物体的一部分运动能量以波的形式传播出去。这些能量的绝大部分不再回到振动物体上，因此，振动物体损失了这部分能量，其宏观表现相当于存在做负功的阻尼力，这就是辐射阻尼。

　　(6)磁电效应阻尼

　　机械能转变为电能的过程中，由磁电效应产生阻尼，家用电度表中阻尼结构实质上就是机械能与电能的转换器，它产生的磁电效应可以称之为涡流阻尼。

　　阻尼减震的简要原理是，阻尼可使沿结构传递的振动能量衰减，还可以减弱共振频率附近的振动。常用的阻尼材料是那些具有显著内损耗、内摩擦的材料，典型的如沥青、橡胶以及其他一些高分子材料。

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