什么是阻尼阻尼的分類
什么是阻尼阻尼的分類
阻尼是指任何振動系統(tǒng)在振動中,由于外界作用或系統(tǒng)本身固有的原因引起的振動幅度逐漸下降的特性,以及此一特性的量化表征。那么你對阻尼了解多少呢?以下是由學(xué)習啦小編整理關(guān)于什么是阻尼的內(nèi)容,希望大家喜歡!
阻尼的釋義
在機械物理學(xué)中,系統(tǒng)的能量的減小——阻尼振動不都是因“阻力”引起的,就機械振動而言,一種是因摩擦阻力生熱,使系統(tǒng)的機械能減小,轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,這種阻尼叫摩擦阻尼;另一種是系統(tǒng)引起周圍質(zhì)點的震動,使系統(tǒng)的能量逐漸向四周輻射出去,變?yōu)椴ǖ哪芰浚@種阻尼叫輻射阻尼。
阻尼是指阻礙物體的相對運動、并把運動能量轉(zhuǎn)化為熱能或其他可以耗散能量的一種作用。
阻尼的作用主要有以下五個方面:
(1)阻尼有助于減少機械結(jié)構(gòu)的共振振幅,從而避免結(jié)構(gòu)因震動應(yīng)力達到極限造成機構(gòu)破壞;
(2)阻尼有助于機械系統(tǒng)受到瞬時沖擊后,很快恢復(fù)到穩(wěn)定狀態(tài);
(3)阻尼有助于減少因機械振動產(chǎn)生的聲輻射,降低機械性噪聲。許多機械構(gòu)件,如交通運輸工具的殼體、鋸片的噪聲,主要是由振動引起的,采用阻尼能有效的抑制共振,從而降低噪聲;
(4)可以提高各類機床、儀器等的加工精度、測量精度和工作精度。各類機器尤其是精密機床,在動態(tài)環(huán)境下工作需要有較高的抗震性和動態(tài)穩(wěn)定性,通過各種阻尼處理可以大大的提高其動態(tài)性能;
(5)阻尼有助于降低結(jié)構(gòu)傳遞振動的能力。在機械系統(tǒng)的隔振結(jié)構(gòu)設(shè)計中,合理地運用阻尼技術(shù),可使隔振、減振的效果顯著提高。
阻尼也指摩擦時需要穩(wěn)定的時間,或指針萬用表表針穩(wěn)定住的時間。
在機械系統(tǒng)中,線性粘性阻尼是最常用的一種阻尼模型。阻尼力F的大小與運動質(zhì)點的速度的大小成正比,方向相反,記作F=-cv,c為粘性阻尼系數(shù),其數(shù)值須由振動試驗確定。由于線性系統(tǒng)數(shù)學(xué)求解簡單,在工程上常將其他形式的阻尼按照它們在一個周期內(nèi)能量損耗相等的原則,折算成等效粘性阻尼。物體的運動隨著系統(tǒng)阻尼系數(shù)的大小而改變。如在一個自由度的振動系統(tǒng)中,[973-01],稱臨界阻尼系數(shù)。式中為質(zhì)點的質(zhì)量,K為彈簧的剛度。實際的粘性阻尼系數(shù)C 與臨界阻尼系數(shù)C之比稱為阻尼比。<1稱欠阻尼,物體作對數(shù)衰減振動;>1稱過阻尼,物體沒有振動地緩慢返回平衡位置。欠阻尼對系統(tǒng)的固有頻率值影響甚小,但自由振動的振幅卻衰減得很快。阻尼還能使受迫振動的振幅在共振區(qū)附近顯著下降,在遠離共振區(qū)阻尼對振幅則影響不大。新出現(xiàn)的大阻尼材料和擠壓油膜軸承,有顯著減振效果。
在某些情況下,粘性阻尼并不能充分反映機械系統(tǒng)中能量耗散的實際情況。因此,在研究機械振動時,還建立有遲滯阻尼、比例阻尼和非線性阻尼等模型。
阻尼的系統(tǒng)行為
系統(tǒng)的行為由上小結(jié)定義的兩個參量——固有頻率ωn和阻尼比ζ——所決定。特別地,上小節(jié)最后關(guān)于γ的二次方程是具有一對互異實數(shù)根、一對重實數(shù)根還是一對共軛虛數(shù)根,決定了系統(tǒng)的定性行為。
阻尼的分類
欠阻尼狀態(tài)
當0<ζ <1時的解為一對實部為負的共軛復(fù)根,系統(tǒng)時間響應(yīng)具有振蕩特征,稱為欠阻尼狀態(tài)。
臨界阻尼
當ζ = 1時的解為一對重實根,此時系統(tǒng)的阻尼形式稱為臨界阻尼?,F(xiàn)實生活中,許多大樓內(nèi)房間或衛(wèi)生間的門上在裝備自動關(guān)門的扭轉(zhuǎn)彈簧的同時,都相應(yīng)地裝有阻尼鉸鏈,使得門的阻尼接近臨界阻尼,這樣人們關(guān)門或門被風吹動時就不會造成太大的聲響。
過阻尼
當ζ > 1時的解為一對互異實根,此時系統(tǒng)的阻尼形式稱為過阻尼。當自動門上安裝的阻尼鉸鏈使門的阻尼達到過阻尼時,自動關(guān)門需要更長的時間。
阻尼孔
小孔或微孔,氣體或液體從粗的管路通過時,由于粗管路中間安裝了小孔或微孔,使流體流速減慢,流量減小,起到阻尼作用。
阻尼孔會造成壓力降,比如說先導(dǎo)閥主閥芯動作全靠阻尼孔的壓力降,對于阻尼孔自身確實是導(dǎo)通的,但對整個油路卻不能無視其起到的作用。
在油缸速度確定的情況下,可以用阻尼孔代替節(jié)流閥,起到節(jié)流作用,降低成本。
關(guān)鍵看阻尼孔在原理上的作用。
有的是為了減小沖擊,有的為了增加壓差,有的在控制油路上可以實現(xiàn)閥的延時開關(guān),等等。
零阻尼狀態(tài)
當ζ=0時的解為一對純虛根,稱為零阻尼狀態(tài)。
負阻尼狀態(tài)
當ζ<0時的解為一對實部為正的共軛復(fù)根,系統(tǒng)時間響應(yīng)具有發(fā)散振蕩的特性,稱為負阻尼狀態(tài)。
阻尼時間
在物理電學(xué)中,是電流表
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