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阻尼减震器的工作原理

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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