这些振动能量很容易传递到建筑物,导致建筑物内人员的不适.同时,建筑物的振动也可能导致其关键结构的疲劳和失效,从而危及建筑物的安全.我们如何减少建筑物的振动?传统的方法是在建筑物的基角下安装隔振器,以切断或削弱振动能量的传输路径(transmissionpath)!因此,隔振器的目的是切断或减少振动能量的传递!那么我们如何选择隔振器呢?经典的隔振器设计方法是将整个系统假设为单自由度系统(SDOFsystem).
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以下特征对于单自由度系统的传输曲线尤为重要,为了便于理解,还是通过汽车隔振器的例子来说明:当汽车发动机发生刚体运动时,隔振器根本不工作!这是因为发动机和车架之间没有往复运动,惯性力不参与其能量交换,只有静力传递。当发动机的激励频率低于固有频率的4倍时,框架上的振动将高于发动机的振动!相反,隔振器会削弱振动的传递.当发动机激励频率低于系统固有频率的4倍时,增加阻尼会降低振动传递率!相反,阻尼会降低隔振效果。
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在高频时,隔振器的传输速率仅有限。因此,在隔振器的设计中,我们仍然需要确保一定的阻尼.从这条单一自由度的隔振曲线可以看出,当隔振器系统的固有频率远小于激励频率时,隔振器的效果将得到改善!理论上,我们需要选择比较软的隔振器。然而,在实践中,隔振器也有一个重要的限制。这是比较大静态负载!静态负载如何影响隔振器的性能?我们可以从以下两个方面来看。首先,当静态负载过大时,隔振器被过度挤压,振动源设备可能与其他部件直接接触!
因为金属丝材料可以承受高温!高压。高真空.超低温,在空间环境中不蒸发,不怕空间辐射和粒子的冲击,因此储存和使用寿命长.没有老化现象等特点!例如,由于隔振材料是由天然橡胶制成的,可以想象,由于老化造成的更换量和经济损失。天然橡胶的工作温度为-40℃~80℃,金属丝隔振器的工作适应温度为-150℃~360℃,其优势显而易见!因此,金属丝隔振器不仅可以在上述恶劣环境中工作,而且在这种环境下仍然具有非常优异的性能,可以满足国防的需要!
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它通常由质量和弹簧系统表示。为了更生动地解释它的功能,让我们举一些例子:我们知道汽车发动机在运行时会产生高振动!如何避免这些振动传递到车架和座椅上?事实上,隔振器(悬架)可以安装在发动机和车身之间的连接位置!这些隔振器的主要目的是防止发动机振动传递到汽车底盘,进一步传递到汽车座椅,从而避免汽车结构部件的疲劳失效和噪声辐射.让我们再举一个例子。想象一下,我们需要在地铁旁边建一座建筑物!当地铁运行时,轨道会振动很大.
在实际的工程应用中,我们经常发现自由度隔振理论所估计的隔振效率无法达到.一个重要原因是隔振器支撑结构的刚度不足!这是一个非常有趣但经常出现的问题!我们之前提到的分析是基于单一的自由度系统。一个非常重要的假设是隔振器的支撑结构通常是刚体!在实际工程问题中,隔振器通常放置在弹性体上,例如汽车发动机悬架上(enginemount)经常放在副车架上!隔振器是连接设备和基础的弹性元件,用于减少从设备到基础或从基础到设备的振动.
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