振动的隔离.ppt

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1、南京航空航天大学南京航空航天大学 振动工程研究所振动工程研究所 振动控制振动控制 Vibration Control12022/12/30振动的隔离振动的隔离南京航空航天大学南京航空航天大学 振动工程研究所振动工程研究所 振动控制振动控制 Vibration Control第第二二章章 振振动动的的隔隔离离2022/12/302主要内容主要内容隔振的基本原理隔振的基本原理隔振的分类隔振的分类隔振效果的评价隔振效果的评价隔振的原理隔振的原理隔振性能的分析隔振性能的分析几种典型隔振器原理的分析几种典型隔振器原理的分析隔振器设计原则和基本步骤隔振器设计原则和基本步骤南京航空航天大学南京航空航天大学

2、振动工程研究所振动工程研究所 振动控制振动控制 Vibration Control第第二二章章 振振动动的的隔隔离离2022/12/3032.1 隔振的基本原理隔振的基本原理隔振是控制振动的一个重要方法。隔振是控制振动的一个重要方法。从振动控制的角度研究隔振，不涉及结构强度的计从振动控制的角度研究隔振，不涉及结构强度的计算，只是研究如何降低振动本身。算，只是研究如何降低振动本身。隔振方法，就是将振源与基础或连接结构的近刚性隔振方法，就是将振源与基础或连接结构的近刚性连接改成弹性连接（增加一个柔性附加子系统环节）连接改成弹性连接（增加一个柔性附加子系统环节），以防止或减弱振动能量的传递，最终达到

3、减振降，以防止或减弱振动能量的传递，最终达到减振降噪的目的。噪的目的。南京航空航天大学南京航空航天大学 振动工程研究所振动工程研究所 振动控制振动控制 Vibration Control第第二二章章 振振动动的的隔隔离离2022/12/3042.1 隔振的基本原理隔振的基本原理隔振器（减震器），由弹性元件、阻尼元件甚至惯隔振器（减震器），由弹性元件、阻尼元件甚至惯性元件以及它们的组合所组成。性元件以及它们的组合所组成。车架悬架系统减震器车架悬架系统减震器钢丝绳隔振器钢丝绳隔振器橡胶隔振垫橡胶隔振垫南京航空航天大学南京航空航天大学 振动工程研究所振动工程研究所 振动控制振动控制 Vibratio

4、n Control第第二二章章 振振动动的的隔隔离离2022/12/3052.1.1 隔振的分类隔振的分类 第第一一类类隔隔振振:隔隔力力：通通过过弹弹性性支支撑撑来来隔隔离离振振源源传传到到基基础础的的力（如发动机减振安装）力（如发动机减振安装）第第二二类类隔隔振振:隔隔幅幅：通通过过弹弹性性支支撑撑减减小小基基础础传传到到设设备备的的振振动幅值（如仪表环境改善）动幅值（如仪表环境改善）在在有有些些书书籍籍上上，第第一一类类隔隔振振又又称称为为主主动动隔隔振振或或积积极极隔隔振振(Active Isolation)，第第二二类类隔隔振振称称为为被被动动隔隔振振或或消消极极隔隔振振(Passi

5、ve Isolation)。南京航空航天大学南京航空航天大学 振动工程研究所振动工程研究所 振动控制振动控制 Vibration Control第第二二章章 振振动动的的隔隔离离2022/12/3062.1.1 隔振的分类隔振的分类根据振源特性不同：根据振源特性不同：单频隔振、多频隔振、随机隔振单频隔振、多频隔振、随机隔振隔振对象自由度不同：隔振对象自由度不同：单自由度系统隔振、多自由度系统隔振、无限单自由度系统隔振、多自由度系统隔振、无限自由度系统隔振自由度系统隔振按隔振对象特性不同：按隔振对象特性不同：线性系统隔振、非线性系统隔振线性系统隔振、非线性系统隔振南京航空航天大学南京航空航天大学

6、 振动工程研究所振动工程研究所 振动控制振动控制 Vibration Control第第二二章章 振振动动的的隔隔离离2022/12/3072.1.2 隔振效果的评价隔振效果的评价描述和评价隔振效果的物理量很多，最常用的是振描述和评价隔振效果的物理量很多，最常用的是振动动传递系数传递系数 T。传递系数传递系数T：指通过隔振器传递的力与激振力之间：指通过隔振器传递的力与激振力之间的比值，或传递的位移与激振幅值之间的比值。的比值，或传递的位移与激振幅值之间的比值。传递系数传递系数传递系数传递系数 T T ：或或南京航空航天大学南京航空航天大学 振动工程研究所振动工程研究所 振动控制振动控制 Vib

7、ration Control第第二二章章 振振动动的的隔隔离离2022/12/3082.1.2 隔振效果的评价隔振效果的评价T 越小，说明通过隔振器传递的振动越小，隔振效越小，说明通过隔振器传递的振动越小，隔振效果也越好。果也越好。T=1，则表明振源激振全部被传递，没有隔振效果；，则表明振源激振全部被传递，没有隔振效果；T 1，说明隔振系统设计失败，这时振动被放大。，说明隔振系统设计失败，这时振动被放大。隔振效率隔振效率隔振效率隔振效率 ：南京航空航天大学南京航空航天大学 振动工程研究所振动工程研究所 振动控制振动控制 Vibration Control第第二二章章 振振动动的的隔隔离离202

8、2/12/3092.1.3 隔振原理（隔力）隔振原理（隔力）隔振器传到刚性地基的弹性力和阻尼力隔振器传到刚性地基的弹性力和阻尼力 其合力的幅值为：其合力的幅值为：力传递率力传递率：经过隔振器传到基础的力幅与激励幅值之比。：经过隔振器传到基础的力幅与激励幅值之比。fkcutmsin0南京航空航天大学南京航空航天大学 振动工程研究所振动工程研究所 振动控制振动控制 Vibration Control第第二二章章 振振动动的的隔隔离离2022/12/30102.1.3 隔振原理（隔幅）隔振原理（隔幅）基础做简谐运动：基础做简谐运动：振动微分方程：振动微分方程：南京航空航天大学南京航空航天大学 振动工

9、程研究所振动工程研究所 振动控制振动控制 Vibration Control第第二二章章 振振动动的的隔隔离离2022/12/3011 绝对运动方程（以质量块位移为自由度）绝对运动方程（以质量块位移为自由度）相对运动方程（以质量块与基础距离改变为自由度）相对运动方程（以质量块与基础距离改变为自由度）变量替换变量替换振动微分方程：振动微分方程：2.1.3 隔振原理（隔幅）隔振原理（隔幅）南京航空航天大学南京航空航天大学 振动工程研究所振动工程研究所 振动控制振动控制 Vibration Control第第二二章章 振振动动的的隔隔离离2022/12/30122.1.3 隔振原理（隔幅）隔振原理（

10、隔幅）绝对运动方程绝对运动方程（以质量块位移为自由度）（以质量块位移为自由度）其中其中 为激励初相位。为激励初相位。稳态响应（特解）具有以下形式：稳态响应（特解）具有以下形式：其中：其中：定义定义绝对运动传递率绝对运动传递率为：为：南京航空航天大学南京航空航天大学 振动工程研究所振动工程研究所 振动控制振动控制 Vibration Control第第二二章章 振振动动的的隔隔离离2022/12/30132.1.3 隔振原理隔振原理第一类隔振和第二类隔振系统的传递系数：第一类隔振和第二类隔振系统的传递系数：u 力的传递率和绝对运动的传递率是相同的，隔力和隔幅有着共同的规律。力的传递率和绝对运动的

11、传递率是相同的，隔力和隔幅有着共同的规律。阻尼比、频率比和传递系数的关系曲线阻尼比、频率比和传递系数的关系曲线阻尼比、频率比和传递系数的关系曲线阻尼比、频率比和传递系数的关系曲线南京航空航天大学南京航空航天大学 振动工程研究所振动工程研究所 振动控制振动控制 Vibration Control第第二二章章 振振动动的的隔隔离离2022/12/30142.1.4 隔振性能分析隔振性能分析(1)低频段低频段(2)共振共振(3)高频段高频段 说明振源的激励通过隔振器全部传说明振源的激励通过隔振器全部传给了受控对象，即隔振系统不起隔振作给了受控对象，即隔振系统不起隔振作用。用。隔振系统不但起不到隔振作

12、用，反而对系统的振动有放大作用，隔振系统不但起不到隔振作用，反而对系统的振动有放大作用，甚至会产生共振现象，这是隔振设计时必须避免的。甚至会产生共振现象，这是隔振设计时必须避免的。隔振设计开始起作用。隔振设计开始起作用。传递系数和频率的关系：传递系数和频率的关系：从理论上讲，从理论上讲，越大隔振效果越好，但是在实际工程中必须兼顾越大隔振效果越好，但是在实际工程中必须兼顾系统稳定性和成本等因素，通常取系统稳定性和成本等因素，通常取=2.5-5。这是因为通常。这是因为通常 是给定的，是给定的，要进一步提高要进一步提高，就只有降低隔振系统固有频率，就只有降低隔振系统固有频率，而设计过低的固有，而设计

13、过低的固有频率不仅在工艺上存在困难，而且造价高。频率不仅在工艺上存在困难，而且造价高。南京航空航天大学南京航空航天大学 振动工程研究所振动工程研究所 振动控制振动控制 Vibration Control第第二二章章 振振动动的的隔隔离离2022/12/30152.1.4 隔振性能分析隔振性能分析传递系数和阻尼比的关系：传递系数和阻尼比的关系：n 不同阻尼值的各条传递系数曲线都不同阻尼值的各条传递系数曲线都相交于相交于 。n阻尼比越大，则共振处峰值越小，曲线阻尼比越大，则共振处峰值越小，曲线越趋平缓，反之则越大，曲线陡峭。越趋平缓，反之则越大，曲线陡峭。n当当 时，阻尼值的增加反而加大时，阻尼值

14、的增加反而加大T 值。值。工程中常会有一些不规则的冲击和振动，选择合适的阻尼可以抑工程中常会有一些不规则的冲击和振动，选择合适的阻尼可以抑制系统在这些冲击和振动作用下的振幅，并使自由振动很快消失，尤制系统在这些冲击和振动作用下的振幅，并使自由振动很快消失，尤其共振时，阻尼的作用更为突出。其共振时，阻尼的作用更为突出。南京航空航天大学南京航空航天大学 振动工程研究所振动工程研究所 振动控制振动控制 Vibration Control第第二二章章 振振动动的的隔隔离离2022/12/30162.1.4 隔振性能分析隔振性能分析已知隔振系统阻尼，确定最大传递系数问题：已知隔振系统阻尼，确定最大传递系

15、数问题：求极值问题求极值问题令令最大传递系数：最大传递系数：根据最大传递系数、质量和刚度，来确定隔振器阻尼系数：根据最大传递系数、质量和刚度，来确定隔振器阻尼系数：根据最大传递系数、质量和刚度，来确定隔振器阻尼系数：根据最大传递系数、质量和刚度，来确定隔振器阻尼系数：南京航空航天大学南京航空航天大学 振动工程研究所振动工程研究所 振动控制振动控制 Vibration Control第第二二章章 振振动动的的隔隔离离2022/12/3017具有复刚度的隔振器具有复刚度的隔振器复刚度：复刚度：隔振系统运动方程：隔振系统运动方程：设：设：传到基础的力：传到基础的力：隔振系统传递系数：隔振系统传递系数

16、：（1）常规的常规的 k-c 模型模型南京航空航天大学南京航空航天大学 振动工程研究所振动工程研究所 振动控制振动控制 Vibration Control第第二二章章 振振动动的的隔隔离离2022/12/3018具有复刚度的隔振器具有复刚度的隔振器隔振系统传递系数：隔振系统传递系数：（2）：模型损耗因子（模型损耗因子（Lost Factor）结构阻尼模型结构阻尼模型传递系数：传递系数：高频段：高频段：加大阻尼材料的损耗因子，不会使高频段的传递系数变坏。加大阻尼材料的损耗因子，不会使高频段的传递系数变坏。（3）*许滨.隔振器的阻尼设计J.噪声与振动控制,1988,(05):59-63 南京航空航

17、天大学南京航空航天大学 振动工程研究所振动工程研究所 振动控制振动控制 Vibration Control第第二二章章 振振动动的的隔隔离离2022/12/30192.1.4 隔振性能分析隔振性能分析K-C 隔振系统的缺陷隔振系统的缺陷低频隔振难以实现；低频隔振难以实现；不能实现所需的任意传递率；不能实现所需的任意传递率；高频段有高次谐波效应（在高频段，隔振器不高频段有高次谐波效应（在高频段，隔振器不应再看做是单自由度系统）；应再看做是单自由度系统）；阻尼因素影响。阻尼因素影响。南京航空航天大学南京航空航天大学 振动工程研究所振动工程研究所 振动控制振动控制 Vibration Control

18、第第二二章章 振振动动的的隔隔离离2022/12/3020主要内容主要内容隔振的基本原理隔振的基本原理隔振的分类隔振的分类隔振效果的评价隔振效果的评价隔振的原理隔振的原理隔振性能的分析隔振性能的分析几种典型隔振器原理的分析几种典型隔振器原理的分析隔振器设计原则和基本步骤隔振器设计原则和基本步骤南京航空航天大学南京航空航天大学 振动工程研究所振动工程研究所 振动控制振动控制 Vibration Control第第二二章章 振振动动的的隔隔离离2022/12/30212.2 几种典型隔振器原理的分析几种典型隔振器原理的分析（1 1）RuzickaRuzicka隔振系统隔振系统隔振系统隔振系统（2

19、2）双层隔振系统）双层隔振系统）双层隔振系统）双层隔振系统（3 3）动力反共振隔振系统）动力反共振隔振系统）动力反共振隔振系统）动力反共振隔振系统（1 1）（2 2）（3 3）南京航空航天大学南京航空航天大学 振动工程研究所振动工程研究所 振动控制振动控制 Vibration Control第第二二章章 振振动动的的隔隔离离2022/12/30222.2.1 Ruzicka隔振系统隔振系统广义广义广义广义 Ruzicka Ruzicka Ruzicka Ruzicka 隔振系统隔振系统隔振系统隔振系统*宋学谦.广义Ruzicka隔振系统的简谐振动隔离研究J.机械强度,2003,(04):466

20、-469.南京航空航天大学南京航空航天大学 振动工程研究所振动工程研究所 振动控制振动控制 Vibration Control第第二二章章 振振动动的的隔隔离离2022/12/30232.2.1 Ruzicka隔振系统隔振系统 设隔振对象质量为设隔振对象质量为 m，主弹簧刚度系，主弹簧刚度系数数 k，附加弹簧刚度系数为，附加弹簧刚度系数为 Nk，隔振器阻，隔振器阻尼系数为尼系数为 c，基座位移为，基座位移为 u，隔振对象位移，隔振对象位移为为 x，阻尼器的位移为，阻尼器的位移为x1。运动方程：运动方程：零初始条件下，等式两边做拉式变换：零初始条件下，等式两边做拉式变换：南京航空航天大学南京航空

21、航天大学 振动工程研究所振动工程研究所 振动控制振动控制 Vibration Control第第二二章章 振振动动的的隔隔离离2022/12/30242.2.1 Ruzicka隔振系统隔振系统 消去中间变量消去中间变量 ，可得隔振对象位移，可得隔振对象位移 x 对基座位移对基座位移 u 的传递函数：的传递函数：令令 ，可得频响函数，可得频响函数引入无量纲参数：引入无量纲参数：南京航空航天大学南京航空航天大学 振动工程研究所振动工程研究所 振动控制振动控制 Vibration Control第第二二章章 振振动动的的隔隔离离2022/12/30252.2.1 Ruzicka隔振系统隔振系统得频响

22、函数：得频响函数：由此得绝对运动传递系数由此得绝对运动传递系数绝对运动传递系数绝对运动传递系数Td是是 的三元函数。的三元函数。南京航空航天大学南京航空航天大学 振动工程研究所振动工程研究所 振动控制振动控制 Vibration Control第第二二章章 振振动动的的隔隔离离2022/12/30262.2.1 Ruzicka隔振系统隔振系统1、N=0时相当于无阻尼隔时相当于无阻尼隔振器；振器；N=时时相当于常相当于常规规K-C 隔振器。隔振器。2、高频段、高频段Ruzicka系统传递系统传递率曲线比率曲线比 N=曲线更陡峭，曲线更陡峭，说明比常规说明比常规 K-C 隔振器隔离隔振器隔离高频振

23、动能力强；高频振动能力强；3、减小附加弹簧刚度、即降低阻尼器的连接刚度，、减小附加弹簧刚度、即降低阻尼器的连接刚度，Ruzicka系统的高频传递率也随之降低，说明降低阻尼器的连接刚度系统的高频传递率也随之降低，说明降低阻尼器的连接刚度有助于改善隔振器高频隔振能力；有助于改善隔振器高频隔振能力；传递传递率和率和 N 之之间间关系：关系：南京航空航天大学南京航空航天大学 振动工程研究所振动工程研究所 振动控制振动控制 Vibration Control第第二二章章 振振动动的的隔隔离离2022/12/30272.2.1 Ruzicka隔振系统隔振系统传递传递率和率和 之之间间关系：关系：给定附加弹

24、簧刚度和主给定附加弹簧刚度和主弹簧刚度的比值弹簧刚度的比值 N，不同阻，不同阻尼比的隔振系统传递率曲线尼比的隔振系统传递率曲线都通过一个固定点都通过一个固定点 P。在在 从从0 到到 连续变连续变化化过过程中，必定存在一个能程中，必定存在一个能给给出最低共振峰的阻尼比，出最低共振峰的阻尼比，该该共振峰共振峰值值就是就是 P 的高度。的高度。该阻尼比称为该阻尼比称为 Ruzicka 隔振系统的隔振系统的最优阻尼比最优阻尼比 。南京航空航天大学南京航空航天大学 振动工程研究所振动工程研究所 振动控制振动控制 Vibration Control第第二二章章 振振动动的的隔隔离离2022/12/302

25、82.2.1 Ruzicka隔振系统隔振系统如何确定最如何确定最优优阻尼比？阻尼比？重新整理传递系数表达式：重新整理传递系数表达式：式中：式中：传递率传递率T 与阻尼比无关的充分必要条件（公共点与阻尼比无关的充分必要条件（公共点 P 的性质）：的性质）：南京航空航天大学南京航空航天大学 振动工程研究所振动工程研究所 振动控制振动控制 Vibration Control第第二二章章 振振动动的的隔隔离离2022/12/30292.2.1 Ruzicka隔振系统隔振系统解出公共点解出公共点 P 的横坐标：的横坐标：寻求传递率曲线的峰点，令寻求传递率曲线的峰点，令将将 代入上述方程，得最优阻尼比计算

26、公式：代入上述方程，得最优阻尼比计算公式：同时可得最优传递率同时可得最优传递率 ：南京航空航天大学南京航空航天大学 振动工程研究所振动工程研究所 振动控制振动控制 Vibration Control第第二二章章 振振动动的的隔隔离离2022/12/30302.2.1 Ruzicka隔振系统隔振系统利用上述公式，即可计算利用上述公式，即可计算Ruzicka隔振系统的最优结构参数。隔振系统的最优结构参数。给定隔振对象质量给定隔振对象质量m，基座振动频率，基座振动频率和容许最大绝对和容许最大绝对传递率传递率 T*，求，求Ruzicka隔振系统的结构参数：隔振系统的结构参数：1.按照对自由振动衰减速度

27、的要求，确定合适的阻尼比按照对自由振动衰减速度的要求，确定合适的阻尼比 。2.用用 作为最佳阻尼比作为最佳阻尼比 ，用最佳阻尼比计算公式计算刚，用最佳阻尼比计算公式计算刚度比度比 。3.将将 代入传递率计算公式中，计算传递率峰值对应代入传递率计算公式中，计算传递率峰值对应的频率比的频率比 。4.根据根据 和给定的和给定的 ，计算隔振系统的固有频率，计算隔振系统的固有频率 。5.根据根据 和和 ，以及给定的，以及给定的 m，确定隔振系统的主刚度和，确定隔振系统的主刚度和阻尼器的阻尼系数阻尼器的阻尼系数。南京航空航天大学南京航空航天大学 振动工程研究所振动工程研究所 振动控制振动控制 Vibrat

28、ion Control第第二二章章 振振动动的的隔隔离离2022/12/30312.2.2 双层隔振系统双层隔振系统车辆隔振的力学模型车辆隔振的力学模型 设车架质量为设车架质量为 ，是悬挂系统和是悬挂系统和车轴的折算质量，车轴的折算质量，和和 为悬挂系统的刚为悬挂系统的刚度和阻尼系数，度和阻尼系数，和和 为轮胎的刚度系为轮胎的刚度系数和阻尼系数。数和阻尼系数。运动方程：运动方程：南京航空航天大学南京航空航天大学 振动工程研究所振动工程研究所 振动控制振动控制 Vibration Control第第二二章章 振振动动的的隔隔离离2022/12/30322.2.2 双层隔振系统双层隔振系统写成矩阵

29、形式：写成矩阵形式：或或其中：其中：等式两边傅氏变换等式两边傅氏变换南京航空航天大学南京航空航天大学 振动工程研究所振动工程研究所 振动控制振动控制 Vibration Control第第二二章章 振振动动的的隔隔离离2022/12/30332.2.2 双层隔振系统双层隔振系统式中：式中：令：令：定义：定义：其中其中 是隔振对象绝对位移响是隔振对象绝对位移响应对基础激励的传递函数。应对基础激励的传递函数。可得：可得：南京航空航天大学南京航空航天大学 振动工程研究所振动工程研究所 振动控制振动控制 Vibration Control第第二二章章 振振动动的的隔隔离离2022/12/30342.2

30、.2 双层隔振系统双层隔振系统其中其中双层隔振系统绝对运动传递率：双层隔振系统绝对运动传递率：式中：式中：南京航空航天大学南京航空航天大学 振动工程研究所振动工程研究所 振动控制振动控制 Vibration Control第第二二章章 振振动动的的隔隔离离2022/12/30352.2.2 双层隔振系统双层隔振系统特别当特别当 时，时，n 在高频段，双层隔振器绝对传递系数下降速度比简单的在高频段，双层隔振器绝对传递系数下降速度比简单的单层隔振器快。单层隔振器快。n 隔振器的实质是隔振器的实质是“机械滤波器机械滤波器”，双层隔振器为四阶滤波，双层隔振器为四阶滤波器，在高频段的滤波性能要比简单的单

31、层隔振器好。器，在高频段的滤波性能要比简单的单层隔振器好。南京航空航天大学南京航空航天大学 振动工程研究所振动工程研究所 振动控制振动控制 Vibration Control第第二二章章 振振动动的的隔隔离离2022/12/30362.2.3 动力反共振隔振器动力反共振隔振器Dynamic Anti-resonant Vibration Isolator /D.A.V.I系统动能：系统动能：系统势能：系统势能：系统耗散系数：系统耗散系数：代入代入Lagrange方程：方程：南京航空航天大学南京航空航天大学 振动工程研究所振动工程研究所 振动控制振动控制 Vibration Control第第二

32、二章章 振振动动的的隔隔离离2022/12/30372.2.3 动力反共振隔振器动力反共振隔振器记记 ，代入上式得，代入上式得运动传递率：运动传递率：南京航空航天大学南京航空航天大学 振动工程研究所振动工程研究所 振动控制振动控制 Vibration Control第第二二章章 振振动动的的隔隔离离2022/12/30382.2.3 动力反共振隔振器动力反共振隔振器动力反共振隔振器运动传递率与频率比的关系动力反共振隔振器运动传递率与频率比的关系南京航空航天大学南京航空航天大学 振动工程研究所振动工程研究所 振动控制振动控制 Vibration Control第第二二章章 振振动动的的隔隔离离2

33、022/12/30392.2.3 动力反共振隔振器动力反共振隔振器1.动力反共振隔振器的共振频率总比简单隔振器低，当无阻动力反共振隔振器的共振频率总比简单隔振器低，当无阻尼时，隔振频率尼时，隔振频率 为：为：2.传递率在大于系统共振频率时存在一个极小点，无阻尼时为传递率在大于系统共振频率时存在一个极小点，无阻尼时为零，对应的频率为零，对应的频率为3.可解决常规隔振器低频隔振要求和隔振器静变形之间矛盾。可解决常规隔振器低频隔振要求和隔振器静变形之间矛盾。4.反共振隔振器与隔振对象反共振隔振器与隔振对象 M 无关，即同一反共振隔振器可无关，即同一反共振隔振器可适用于不同隔振对象。适用于不同隔振对象

34、。南京航空航天大学南京航空航天大学 振动工程研究所振动工程研究所 振动控制振动控制 Vibration Control第第二二章章 振振动动的的隔隔离离2022/12/30402.2.3 动力反共振隔振器动力反共振隔振器参考：参考：顾仲权顾仲权.动力反共振隔振动力反共振隔振J.噪声与振动控制噪声与振动控制,1989,(06):36-40+32.周为民周为民,顾仲权顾仲权.主动反共振隔振装置的研究主动反共振隔振装置的研究(一一)理论分析与优化设理论分析与优化设计计J.南京航空航天大学学报南京航空航天大学学报,1989,(03).周为民周为民,顾仲权顾仲权.主动反共振隔振装置的研究主动反共振隔振装

35、置的研究(二二)试验研究试验研究J.南京航南京航空航天大学学报空航天大学学报,1989,(04).南京航空航天大学南京航空航天大学 振动工程研究所振动工程研究所 振动控制振动控制 Vibration Control第第二二章章 振振动动的的隔隔离离2022/12/30412.3 隔振器设计原则和基本步骤隔振器设计原则和基本步骤隔振器设计的原则是隔振效率高、结构紧凑、隔振器设计的原则是隔振效率高、结构紧凑、形状合理、材料适宜。形状合理、材料适宜。需考虑的主要因素需考虑的主要因素振源，激振的类型、频率，给定的工作环境和振源，激振的类型、频率，给定的工作环境和可利用的空间尺寸；可利用的空间尺寸；隔振

36、器的总刚度应满足隔振系数的要求；隔振器的总刚度应满足隔振系数的要求；隔振器的总阻尼既决定于通过共振区时对振幅隔振器的总阻尼既决定于通过共振区时对振幅的限制，又要满足隔振效率的要求；的限制，又要满足隔振效率的要求；南京航空航天大学南京航空航天大学 振动工程研究所振动工程研究所 振动控制振动控制 Vibration Control第第二二章章 振振动动的的隔隔离离2022/12/30422.3 隔振器设计原则和基本步骤隔振器设计原则和基本步骤隔振设计的方法：正方法和逆方法隔振设计的方法：正方法和逆方法正方法：已知振源特性及其参数，选定隔振正方法：已知振源特性及其参数，选定隔振器的布置方式及特性参数

37、，计算隔振效果，器的布置方式及特性参数，计算隔振效果，若不满足，则重新选取隔振器的布置方式和若不满足，则重新选取隔振器的布置方式和特性参数，反复进行，直至满足要求，也称特性参数，反复进行，直至满足要求，也称试凑法；试凑法；逆方法：利用计算机技术，采用优化算法，逆方法：利用计算机技术，采用优化算法，在已知振源特性和参数条件下，直接确定满在已知振源特性和参数条件下，直接确定满足要求的隔振器布置方式和特性参数。足要求的隔振器布置方式和特性参数。南京航空航天大学南京航空航天大学 振动工程研究所振动工程研究所 振动控制振动控制 Vibration Control第第二二章章 振振动动的的隔隔离离2022

38、/12/30432.3 隔振器设计原则和基本步骤隔振器设计原则和基本步骤各类隔振器的设计步骤大体相同各类隔振器的设计步骤大体相同1.首先作振动分析，找出主要振源，确定振源类型、性质、首先作振动分析，找出主要振源，确定振源类型、性质、振幅、速度、加速度、频率、方向等参数；振幅、速度、加速度、频率、方向等参数；2.根据隔振设计要求，取得设计原始资料，如隔振设备的根据隔振设计要求，取得设计原始资料，如隔振设备的产品型号、外形尺寸、重量、重心、主要技术性能数据，产品型号、外形尺寸、重量、重心、主要技术性能数据，工作环境等；工作环境等；3.计算隔振器所需的固有频率，按频率比计算隔振器所需的固有频率，按频

39、率比2.5-5；4.根据固有频率，估算隔振方向上的总刚度，初步决定隔根据固有频率，估算隔振方向上的总刚度，初步决定隔振器的类型、数量和布置形式，隔振器的尺寸尽量小，振器的类型、数量和布置形式，隔振器的尺寸尽量小，布置和安装应根据隔振设备的尺寸、重量以及可利用的布置和安装应根据隔振设备的尺寸、重量以及可利用的空间尺寸等因素；空间尺寸等因素；5.隔振器的布置应尽量做到对称于系统中心，避免产生耦隔振器的布置应尽量做到对称于系统中心，避免产生耦合振动，对主振动方向上的振动采取有效控制。合振动，对主振动方向上的振动采取有效控制。6.估算隔振器的振幅和传递系数，当幅值或传递系数过大估算隔振器的振幅和传递系

40、数，当幅值或传递系数过大需要调整时，从步骤需要调整时，从步骤3重新调整隔振器参数；重新调整隔振器参数；7.确定刚度后，进行强度校核。确定刚度后，进行强度校核。南京航空航天大学南京航空航天大学 振动工程研究所振动工程研究所 振动控制振动控制 Vibration Control第第二二章章 振振动动的的隔隔离离2022/12/3044作业作业 分析如图所示的分析如图所示的Ruzicka隔振系统力传递关系，讨论隔振隔振系统力传递关系，讨论隔振器参数器参数N，阻尼比，阻尼比 对隔振效果的影响。对隔振效果的影响。要求：要求：要求：要求：1 1、作业文件采用、作业文件采用、作业文件采用、作业文件采用 wo

41、rd 2003word 2003版格式，或者转成版格式，或者转成版格式，或者转成版格式，或者转成PDFPDF文件；文件；文件；文件；2 2、文件命名：、文件命名：、文件命名：、文件命名：学号学号学号学号+姓名姓名姓名姓名+振动控制作业振动控制作业振动控制作业振动控制作业1.doc1.doc(.pdf)(.pdf)；3 3、邮件主题同文件名邮件主题同文件名邮件主题同文件名邮件主题同文件名，以附件形式发送，以附件形式发送，以附件形式发送，以附件形式发送 ;4 4、作业提交截止日期：、作业提交截止日期：、作业提交截止日期：、作业提交截止日期：5 5月月月月2121日。日。日。日。南京航空航天大学南京

42、航空航天大学 振动工程研究所振动工程研究所 振动控制振动控制 Vibration Control452022/12/30第三章第三章 减振器和缓冲器减振器和缓冲器贺旭东贺旭东振动工程研究所振动工程研究所(A18-620)Email: Tel:13913338073 南京航空航天大学南京航空航天大学 振动工程研究所振动工程研究所 振动控制振动控制 Vibration Control第第二二章章 振振动动的的隔隔离离2022/12/3046第三章第三章 减振器和缓冲器减振器和缓冲器3.1 减振器减振器(振动控制工程振动控制工程第三章第三章)减振器的基本原理减振器的基本原理固体摩擦减振器固体摩擦减振

43、器流体减振器流体减振器冲击阻尼减振器冲击阻尼减振器电磁阻尼减振器电磁阻尼减振器3.2 缓冲器缓冲器(振动控制工程振动控制工程第四章第四章)缓冲的基本原理缓冲的基本原理两类缓冲问题两类缓冲问题南京航空航天大学南京航空航天大学 振动工程研究所振动工程研究所 振动控制振动控制 Vibration Control第第二二章章 振振动动的的隔隔离离2022/12/30473.1.1 减振器的基本原理减振器的基本原理减振减振，就是利用各种类型的阻尼耗散振动体的振动，就是利用各种类型的阻尼耗散振动体的振动能量，从而达到降低振动量值的目的。能量，从而达到降低振动量值的目的。对减振器的基本要求，就是尽可能多的把

44、振动动能转换对减振器的基本要求，就是尽可能多的把振动动能转换为热能，并迅速失散出去。为热能，并迅速失散出去。工程中常同时采取隔振或吸振措施，构成减振隔振工程中常同时采取隔振或吸振措施，构成减振隔振器和减振吸振器（阻尼隔振器和阻尼吸振器）；器和减振吸振器（阻尼隔振器和阻尼吸振器）；在有些工程中，由于工程要求不同或受条件限制，在有些工程中，由于工程要求不同或受条件限制，只能采取单纯的减振办法，如轴承减振器。只能采取单纯的减振办法，如轴承减振器。在一些情况下，采用减振器，其结构简单且效果显在一些情况下，采用减振器，其结构简单且效果显著，具有明显的工程应用价值。著，具有明显的工程应用价值。南京航空航天

45、大学南京航空航天大学 振动工程研究所振动工程研究所 振动控制振动控制 Vibration Control第第二二章章 振振动动的的隔隔离离2022/12/30483.1.1 减振器的基本原理减振器的基本原理减振的力学原理减振的力学原理fkcutmsin0 阻尼在共振区域减振效果明显；但对于基础激励的减振，当频率阻尼在共振区域减振效果明显；但对于基础激励的减振，当频率比大于比大于 时，阻尼值增大会降低影响减振效果，因此需要根据不同时，阻尼值增大会降低影响减振效果，因此需要根据不同的减振要求，合理选择阻尼。的减振要求，合理选择阻尼。南京航空航天大学南京航空航天大学 振动工程研究所振动工程研究所 振

46、动控制振动控制 Vibration Control第第二二章章 振振动动的的隔隔离离2022/12/30493.1.1 减振器的基本原理减振器的基本原理类型类型减振原理减振原理阻尼特性阻尼特性固体摩擦固体摩擦减振器减振器利用运动件与阻尼件之间以及利用运动件与阻尼件之间以及阻尼件与固定件之间振动时产阻尼件与固定件之间振动时产生的摩擦消耗振动能量生的摩擦消耗振动能量摩擦阻尼摩擦阻尼流体阻尼流体阻尼减振器减振器利用流体的粘性对振动体施加利用流体的粘性对振动体施加阻尼作用阻尼作用粘性阻尼粘性阻尼冲击减振冲击减振器器非完全弹性体相互碰撞时，将非完全弹性体相互碰撞时，将损耗振动能量损耗振动能量冲击阻尼冲击

47、阻尼电磁阻尼电磁阻尼减振器减振器利用金属运动件在磁场内振动利用金属运动件在磁场内振动时产生的涡流与磁场相互作用时产生的涡流与磁场相互作用形成的阻尼来减小振动形成的阻尼来减小振动电磁阻尼电磁阻尼常用减振器的类型、减振原理和阻尼特性常用减振器的类型、减振原理和阻尼特性常用减振器的类型、减振原理和阻尼特性常用减振器的类型、减振原理和阻尼特性南京航空航天大学南京航空航天大学 振动工程研究所振动工程研究所 振动控制振动控制 Vibration Control第第二二章章 振振动动的的隔隔离离2022/12/30503.1.2 固体摩擦减振器固体摩擦减振器固体摩擦减振器是利用振动体与阻尼件以及固体摩擦减振

48、器是利用振动体与阻尼件以及阻尼件与固定件之间相互摩擦，以耗散振动阻尼件与固定件之间相互摩擦，以耗散振动能量的装置。能量的装置。固体表面间的摩擦阻尼是一种非线性阻尼，固体表面间的摩擦阻尼是一种非线性阻尼，其阻尼值随振幅大小而定。其阻尼值随振幅大小而定。固体摩擦减振器结构简单，对工作环境温度固体摩擦减振器结构简单，对工作环境温度不敏感，且阻尼材料不会在真空中挥发，在不敏感，且阻尼材料不会在真空中挥发，在工程中应用比较广泛；工程中应用比较广泛；其缺点是摩擦易受污染与磨损，工作状态需其缺点是摩擦易受污染与磨损，工作状态需经常调整。经常调整。南京航空航天大学南京航空航天大学 振动工程研究所振动工程研究所

49、 振动控制振动控制 Vibration Control第第二二章章 振振动动的的隔隔离离2022/12/30513.1.2 固体摩擦减振器固体摩擦减振器1、转子减振器、转子减振器 为了降低由旋转机械引起的振动量级，除了在旋转机械的基座安为了降低由旋转机械引起的振动量级，除了在旋转机械的基座安装隔振器外，更重要的应对转子本身采取减振措施，即安装转子减振装隔振器外，更重要的应对转子本身采取减振措施，即安装转子减振器。器。（1）摩擦环阻尼减振器）摩擦环阻尼减振器南京航空航天大学南京航空航天大学 振动工程研究所振动工程研究所 振动控制振动控制 Vibration Control第第二二章章 振振动动的的隔隔离离2022/12/30523.1.2 固体摩擦减振器固体摩擦减振器（2）摩擦盘阻尼减振器）摩擦盘阻尼减振器南京航空航天大学南京航空航天大学 振动工程研究所振动工程研究所 振动控制振动控制 Vibration Control第第二二章章 振振动动的的隔隔离离2022/12/30533.1.2 固体摩擦减振器固体摩擦减振器（3）转子叶片阻尼减振器）转子叶片阻尼减振器南京航空航天大学南京航空航天大学 振动工程研究所振动工程研究所 振动控制振动控制 Vibration Control第第二二章章 振振动动的的隔隔离离2022/12/30543.1.2 固体摩擦减振器固体摩擦减振器2、轴承减振