减振与隔振及方法

电子设备的隔振技术及减振器选型

电子设备的隔振技术及减振器选型 1、概述电子设备受到的机械力的形式有多种，其中危害最大的是振动和冲击，它们引起的故障约占80%。它们造成的破坏主要有两种形式，其一是强度破坏：设备在某一激振频率下产生振幅很大的共振，最终振动加速度所引起的应力超过设备所能承受的极限强度而破坏；或者由于冲击所产生的冲击应力超过设备的极限强度而破坏。其二是疲劳破坏：振动或冲击引起的应力虽远低于材料的强度，但由于长时间振动或多次冲击而产生的应力超过其疲劳极限，使材料发生疲劳损坏。系统的振动特性受三个参数的影响，即质量、刚度和阻尼。对于电子设备的振动和冲击隔离来说，隔振系统的质量一般是指电子设备的质量，而刚度和阻尼则由设备的支撑装置提供。在机械环境的作用下，尤其是在舰船、坦克、越野车辆、飞机等运载工具中，设备及其内部的电子器件、机械结构等都难以承受振动冲击的干扰。表1各种运载工具振动、冲击和离心加速度参数 2

为了减少或防止振动与冲击对电子设备的影响，通常采取两种措施：a) 通过材料选用和合理的结构设计，增强设备及元器件的耐振动耐冲击能力；b) 在设备或元器件上安装减振器，通过隔离振动与冲击，有效地减少振动与冲击对电子设备的影响。 2、隔振技术 2.1 隔振隔振就是通过在设备或器件上安装减振装置，隔离或减少它们与外界间的机械振动传递。在电子设备与基础之间安装弹性支承即减振器，以减少基础的振动对电子设备的影响程度，使电子设备能正常工作或不受损坏；这种对电子设备采取隔离的措施，称为被动隔振。一般情况下，仪器及精密设备的隔振都是被动隔振。被动隔振系数：振动来自基础，其运动用U=U o Si n(? t)表示，也是周期振动。被动隔振也可用隔振系数n表示其隔振效果，它的含义是被隔离的物体振幅与基础振幅之比(或是振动速度幅值、加速度幅值的比值) ，可用下式计算： n = X。/ U O ={[1+4 E 2(f / f o) 2 f / f o) 2 ] 2 + 4 2(f/f o) 2} °'5 (1) 式中X O——物体的垂向振幅(m); U o——基础的垂向振幅(m)。式中f――振动力的频率(H z); f o――隔振系统的固有频率（H Z）； k——隔振器的刚度（N/ m）;

隔震与减震技术介绍

隔震与减震一、概述二、基底隔震三、悬挂隔震四、耗能减震五、冲击减震六、吸振减震七、主动控制减震一、概述 ?地震引起结构振动的全过程是：由震源产生地震动，通过传播途径传递到结构上，从而引起结构的振动反应。 ?通过在不同部分采取振动控制措施，就成为不同的积极的抗震方法。

1、消震通过减弱震源振动强度达到减小结构振动的方法。 2、隔震通过某种装置，将地震动与结构隔开，减弱或改变地震动对结构作用的强度或方式，达到减小结构振动的目的。隔震方法：基底隔震悬挂隔震 3、被动减震通过采用一定的措施或附加子结构，吸收或消耗地震传递给主结构的能量，达到减小结构振动的目的。被动减震方法：耗能减震冲击减震吸震减震 4、主动减震根据结构的地震反应，通过自动控制系统的执行机，主动给结构施加控制力，达到减小结构振动的目的。 ? 两大类减震方法：（1）被动控制方法。这种方法无外部能源供给，也称无源控制技术。包括隔震技术和被动减震技术。（2）主动控制方法。这种方法有外部能源供给，也称有源控制技术。 ? 与传统的消极抗震方法相比，减震方法优点：（1）减小地震作用，降低结构造价，提高结构抗震可靠度。隔震方法能够控制传到结构上的地震力，克服确定荷载的困难。（2）减小结构在地震作用下的变形，保证非结构构件不破坏，减小震后维修费用，对现代建筑，非结构构件的造价占总造价的80％以上。（3）隔震、减震装置的更换或维修比更换、维修结构构件方便、经济。（4）精密加工设备、核工业设备等结构物，只能用隔震、减震的方法满足严格的抗震要求二、基底隔震 1、原理 ? 基底隔震是在结构物地面以上部分的底部设置隔震层，限制地震动向结构物的传递。 ? 基底隔震，主要用于隔离水平地震作用。隔震层的水平刚度显著低于上部结构的侧向刚度。此时可近似为上部结构是一个刚体，如图8.18所示。设结构的总质量为m ，绝对水平位移为y ，地震动的水平位移为xg ，隔震层的水平刚度为k ，阻尼系数为c ，则底部隔震系统的运动平衡方程为： ? ? 上部结构绝对位移（加速度）振幅与地震动位移（加速度）振幅的比值R 为 g g kx x c ky y c y m +=++ 222222 2max max max max ]4)1[(41βξββξ+-+===g g x y x y R

阻尼减振降噪技术

第十章．阻尼减振降噪技术 A、教学目的 1.隔振及其原理(C：理解) 2.阻尼降噪及其原理(C：理解) 3.阻尼降噪的量度(B：识记) 4.阻尼材料和结构的特性及选用(B：识记) B、教学重点隔振原理、阻尼降噪原理及其量度、阻尼材料和结构的特性及选用。 C、教学难点阻尼降噪原理及其量度、阻尼材料和结构的特性及选用。 D、教学用具多媒体——幻灯片 E、教学方法讲授法 F、课时安排 2课时 G、教学过程声波起源于物体的振动，物体的振动除了向周围空间辐射在空气中传播的声(称”空气声”)外，还通过其相连的固体结构传播声波，简称“固体声”，固体声在传播的过程中又会向周围空气辐射噪声，特别是当引起物体共振时，会辐射很强的噪声。振动除了产生噪声干扰人的生活、学习和健康外，特别是1~100Hz的低频振动，直接对人有影响。长期暴露于强振动环境中，人的机体将受到损害，机械设备或建筑结构也会受到破坏。对于振动的控制应从以下两方面采取措施：一是对振动源进行改进以减弱振动强度；二是在振动传播路径上采取隔振措施，或用阻尼材料消耗振动的能量并减弱振动向空间的辐射。从而，直接或间接地使噪声降低。一. 振动对人体的危害从物理学和生理学角度看，人体是一个复杂系统。如果把人看作一个机械系统。振动的干扰对人、建筑物及设备都会带来直接的危害。振动对人体的影响可分为全身振动和局部振动：全身振动是指人直接位于振动体上时所受的振动；局部振动是指手持振动物体时引起的人体局部振动。可听声的频率范围为20～20000 Hz，而人能感觉到的振动频率范围为1～100 Hz。振动按频率范围分为低频振动(30Hz以下)、中频振动(30-100Hz)和高频振动(100 Hz以上)。实验表明人对频率为2—12 Hz的振动感觉最敏感。对于人体最有害的振动频率是与人体某些器官固有频率相吻合(即共振)的频率。这些固有频率是：人体在6 Hz附近；内脏器官在8Hz附近；头部在25 Hz；神经中枢则在250Hz左右。低于2Hz的次声振动甚至有可能引起人的死亡。人对振动反应的敏感度按频率和振幅大小，大致分为6个等级，见图10-1。(P203) 振动的影响是多方面的，它损害或影响振动作业工人的身心健康和工作效率，干扰居民的正常生活，还影响或损害建筑物、精密仪群和设备等。根据人体对某种振动刺激的主观感觉和生理反应的各项物理量，国际标准化组织(ISO)和一些国家推荐提出了不少标准，主要包括局部振动标准(ISO5349-1981, P203)、整体振动标准(ISO2631-1978, P204)和环境振动标准(GB10070-88, P205)。局部振动标准(ISO5349-1981):如人的手所感受的振动。

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。（注：专业文档是经验性极强的领域，无法思考和涵盖全面，素材和资料部分来自网络，供参考。可复制、编制，期待你的好评与关注）

8.阻尼与隔振

9.隔振技术与阻尼减振课程教学基本要求：了解振动的传播及危害，振动控制的基本方法，理解隔振原理，隔振的力传递率，隔振元件，具备隔振设计及应用的能力。课程内容：振动的传播及危害，振动控制的基本方法，隔振原理，隔振的力传递率，隔振元件，隔振设计及应用，阻尼减振原理，阻尼材料，阻尼减振结构。振动的危害及其控制的基本方法。环境振动，机械振动，隔振的力传递率，隔振效率。固体声隔绝，隔振技术，阻尼减振。 9.1振动概述一、振动的来源振动是自然界中普遍存在的现象，其来源可分为自然振源和人工振源两大类：自然振源如地震、海浪和风等；人工振源如运转的各种动力设备、运行的交通工具、电声系统中的扬声器、人工爆破等。凡是运转的机器设备,如锻压冲压机械、电机、风机、空压机、内然机等等,由于机械部件之间力的传递,总是产生一定的振动。这些振动的能量一部分由振动的机器直接向空中辐射,称之为空气声,另一部分能量则通过承载机器的基础向地层或建筑物结构传递,这种通过固体传导的声叫做固体声。振源的振动除了向周围空间辐射在空气中传播的声音(称“空气声”)外，还通过与其相连的固体结构传播声波，简称“固体声”。固体声在传播的过程中又会通过固体表面的振动向周围空气辐射噪声，特别是当引起物体共振时，会辐射很强的噪声。固体声的隔绝与空气声隔绝在技术上是完全不同的。二、振动的影响及危害振动不仅能激发噪声,而且还能通过固体直接作用于人体,振动也是危害身体健康,降低工作效率,影响居民生活的环境物理因素。同时,振动会影响精密仪器正常工作,强烈的振动有损于机器结构和建筑物结构。振动特别是l一100Hz的低频振动，直接对人有影响，长期暴露于强振动环境中，人的机体将受到损害，振动产生的噪声会干扰人的生活、学习和工作；振动也会影响设备特别是精密仪器的正常工作，有时甚至破坏设备和建筑结构。在振动环境中劳动和工作的人不但身心健康受到损害，而且由于振动使他们的视觉受到干扰，手的动作受妨碍和精力难以集中，造成操作速度下降、生产效率降低，并且可能出现质量事故。生产性振动引起的疾病已成为常见的职业病。振动能沿介质传播到居民的住宅内，使居民感受到振动。一般来说，传播到居民室内的振动速度不是很大，但由于居民需要较好的睡眠、休息、学习环境，因而环境振动干扰居民的正常生活，心理上受到压抑、精神不安等，久而久之会使居民的身体健康受到影响。三、振动控制的基本方法振动控制与噪声控制一样,也是从振源、振动传递途径和振动所影响的地点三个环节进行治理。降低振动设备振源馈入支撑结构的振动能量称为积极隔振,减少来自支撑结构或外界环境的振动传入某一机器设备称为消极隔振,两者采用的控制方法是相同的。

减振与隔振的概念

一、减振与隔振的概念减振是工程上防止振动危害的主要手段。减振可分为主动减振和被动减振。主动减振是在设计时就考虑消除振源或减小振源的能量或频率，在精密仪器、航空航天设备、大型汽轮发电机组及高速旋转机械中应用较多，但费用昂贵，普通工程机械中应用较少。被动减振有隔振和吸振等。隔振又可分为主动隔振和被动隔振。为了防止或限制振动带来的危害和影响，现代工程中采用了各种措施，归纳起来有以下几条原则： 1．减弱或消除振源（主动减振）这是一项积极的治本措施。如果振动的原因是由于转动部件的偏心所引起的，可以用提高动平衡精度的办法来减小不平衡的离心惯性力。对往复式机械如空气压缩机等也需要注意惯性力的平衡。 2．远离振源（被动隔振）这是一种消极的防护措施。如精密仪器或设备要尽可能远离具有大型动力机械、压力加工机械及振动机械的工厂或车间，以及运输繁忙的铁路、公路等。 3．提高机器本身的抗振能力（主动减振）衡量机器结构抗振能力的常用指标是动刚度，动刚度在数值上等于机器结构产生单位振幅所需的动态力。动刚度越大，则机器结构在动态力作用下的振动量越小。 4．避开共振区根据实际情况尽可能改变系统的固有频率（主动减振）或改变机器的工作转速（被动减振），使机器不在共振区内工作。

5．适当增加阻尼（阻尼吸振）阻尼吸收系统振动的能量，使自由振动的振幅迅速衰减，对于强迫振动的振幅有抑制作用，尤其在共振区内甚为显著。 6．动力吸振（被动吸振）对某些设备上的测量或监控仪表，采用在仪表下安装动力吸振器的方法可稳定仪表的指针，提高测量精度。 7．采取隔振措施用具有弹性的隔振器，将振动的机器（振源）与地基隔离，以便减少振源通过地基影响周围的设备，这就是主动隔振或积极隔振；或将需要保护的精密设备与振动的地基隔离，使不受周围振源的影响，这就是被动隔振。下面介绍隔振的基本理论。被隔振的机器或设备与隔振器相比，可认为前者只有质量而不计弹性，后者是只有弹性和阻尼而不计质量，这样在只考虑单方向振动的情形下，可简化为单自由度隔振系统，如图14-16所示。图中m为机器或设备及底座的质量，k和c为隔振器的刚性系数和粘滞阻尼系数。

实验四：隔振减振实验

实验四：隔振减振实验一、实验目的 1、学习隔振减振的基本知识； 2、学些隔振减振的基本原理； 3、了解隔振减振效果的测量； 4、判断系统隔振减振的有效工作频段；二、实验仪器 1、INV-1601T型振动教学实验台、配重、激振器。实验仪器：INV1601B型振动教学实验仪、INV1601T型振动教学实验台、激振器、配重块，空气阻尼器（图1）、动力减振器（图2）。 2、软件：INV1601型DASP软件图1 空气阻尼器图2 动力减振器三、实验要求利用实验室提供的减振隔振设备，设计一到两种隔振或减振方案（从被动隔振、主动隔振、单式动力减振和复式动力减振中任选），测量所选择方案的隔振效果以及有效的工作频段。必须提供安装示意图，实验原理，详细的实验步骤以及数据记录和分析结果。四、实验仪器安装示意图

五、实验原理隔振的作用有两个方面：一是减少振源振动传至周围环境；二是减少环境振动对物体或设备的影响。原理是在设备和底座之间安装适当的隔振器，组成隔振系统，以减少或隔离振动的传递。有两类隔振，一是隔离机械设备通过支座传至地基的振动，以减少动力的传递，称为主动隔振；另一种是防止地基的振动通过支座传至需保护的精密设备或仪表仪器，以减小运动的传递，称为被动隔振。在一般隔振设计中，常常用振动传递比T 和隔振率η来评价隔振效果。主动隔振传递比等于物体传递到底座的振动与物体振动之比，被动隔振传递比等于底座传递到物体的振动与底座的振动之比，两个方向的传递比相等。隔振效率： η=（1- T ) ·100% 传递比T ： ]u D )u -/[(1u D (1T 222222++=）式中D 为阻尼比，0 f u f = 为激振频率和共振频率的比。只有传递比小于1才有隔振效果。因此T <1的区域称为隔振区。此时0 f u f ==1.414 传递比无穷大时，达到吸振效果。此时0 f u f = =1.00 六、实验步骤

浅谈隔振与消能减震设计

浅谈隔震与消能减震设计 1 引言地震是威胁人类安全的主要自然灾害之一，地震具有突发性强、破坏性大和比较难预测的特点。目前地震的监测预报还是世界性难题，很难做出准确的临震预报，而且即使做到了震前预报，如果工程设施的抗震性能薄弱，也难以避免经济损失。因此，实施有效的抗震设防是当前防震减灾的关键性工作。抗震减灾事业的发展，离不开科技进步，提高建筑工程抗震设防水平是一项技术含量高，难度大的工作。从目前的抗震措施来看，主要是保证建筑物结构的抗震性能，达到“大震不倒，中震可修，小震不坏”这一防御目标。为此必须加强科技创新，用新技术来提高和改善建筑物的抗震性能才能达到这一目标。在建筑物中设置隔震层和消能装置来减轻地震破坏这种新型结构体系就是其中之一。本文就这一新结构体系作一简要阐述。 2 “隔震设计”与“消能减震设计”的基本设计原理 2．1 隔震设计 “隔震”即隔离地震。在建筑物基础与上部结构之间设置由隔震器、阻尼器等组成的隔震层，隔离地震能量向上部结构传递，减少输入到上部结构的地震能量，降低上部结构的地震反应，达到预期的防震要求。 2．2 消能减震设计在建筑物的抗侧力构件中(由阻尼器、连接支撑等组成)，通过阻尼器局部变形提供附加阻尼，吸收与消耗地震能量，来控制预期的结构位移 (中震下或大震下的控制位移要求)，从而使主体结构构件在罕遇地震下不发生严重破坏，达到减震的目的，这样的房屋建筑设计称“消能减震设计”。采用消能减震设计时，输入到建筑物的地震能量一部分被阻尼器所消耗，其余部分则转换为结构的动能和变形能，这样也可达到降低结构地震反应的目的。 3 “隔震设计”与传统抗震设计的区别 3．1 “隔震设计”与传统抗震设计理念的区别，见表抗震房屋与隔振房屋设计理念对比表抗震房屋隔振房屋结构体系上部结构与基础牢固连接削弱上部结构与基础的有关连接科学思想提高结构的自身抗震能力隔离地震能量向建筑物输入方法措施强化结构的刚度与延性滤波通常的建筑物应和基础牢牢地连接在一起，地震波携带的能量通过基础传递到上部结构，进入到上部结构的能量被转化为结构的动能和变形能，在此过程中，当结构的总变形超越了结构自身的某种极限时，建筑物便发生损坏甚至倒塌。而隔震建筑物在地震时，隔震结构的震动和变形均可只控制在较轻微的水平，上部结构基本处于平动状态，因此，上部结构水平地震作用可采用矩形分布，从而使建筑物的安全得到更可靠的保证。 3．2 对隔震房屋，同样层数且无地下室的多层砖房将增加房屋造价 10 ，考虑隔震后可增加层数，减去土地分摊费用后，单位造价增加约为 5 ，对于框架结构，则因柱截面尺寸和配筋明显减少，房屋造价可减少 3 ～5 。