振動(dòng)控制

振動(dòng)控制

     振動(dòng)控制（Vibration Control）是振動(dòng)工程領(lǐng)域內(nèi)的一個(gè)重要分支，是振動(dòng)研究的出發(fā)點(diǎn)和歸宿。從廣義上講，振動(dòng)控制包括兩方面內(nèi)容：（1）有利振動(dòng)的利用；（2）有害振動(dòng)的抑制（即振動(dòng)控制）。振動(dòng)控制的任務(wù)：通過一定的手段使受控對(duì)象的振動(dòng)水平滿足人們的預(yù)定要求。采用隔振、吸振、阻尼等技術(shù)措施以減輕物體振動(dòng)并阻止其傳播。其目的是保護(hù)人及靈敏儀器設(shè)備免受振動(dòng)的影響。

振動(dòng)控制研究背景

     振動(dòng)控制在現(xiàn)代工程中應(yīng)用十分廣泛，很多工程因?yàn)闆]有考慮共振效應(yīng)而失敗，造成經(jīng)濟(jì)上的損失和人員上的傷亡。因此，其研究價(jià)值不言而喻。    工業(yè)和運(yùn)輸業(yè)中廣泛采用機(jī)器作原動(dòng)力，機(jī)械振動(dòng)的危害越發(fā)嚴(yán)重，振動(dòng)控制要求日益迫切。汽輪機(jī)、水輪機(jī)和電機(jī)等動(dòng)力機(jī)械，汽車、火車、船舶和飛機(jī)等交通運(yùn)輸工具，以及工作母機(jī)、礦山機(jī)械和工程機(jī)械等，都沿著高速重載方向發(fā)展，其振動(dòng)也日益強(qiáng)烈。精密機(jī)床和精密加工技術(shù)的發(fā)展中，如果離開嚴(yán)格隔振的平靜環(huán)境，工作就不正常，無法達(dá)到預(yù)期的精度目標(biāo)。材料工業(yè)和建筑工業(yè)的發(fā)展中，廣泛采用高強(qiáng)度的建筑材料，建筑高度不斷攀升使得建筑受風(fēng)載激勵(lì)后振幅達(dá)幾米之大，難以滿足舒適和安全要求，倘不能減振，此類高樓就無法繼續(xù)發(fā)展下去。飛機(jī)、導(dǎo)彈、坦克、戰(zhàn)車通常在最為惡劣的環(huán)境中工作。因此，軍工部門對(duì)減振環(huán)節(jié)的要求也日漸增多。尤其是如今的精確打擊方向的研究，更需要減振理論的支持。

無論是民用工業(yè)還是軍事工業(yè)，其產(chǎn)品性能都與減振技術(shù)密切相關(guān)。產(chǎn)品性能又決定了企業(yè)的利潤效益。因此，關(guān)于振動(dòng)控制的研究永不過時(shí)。

振動(dòng)控制的分類（措施）

（1）   消振：消除或減弱振源，治本方法。但是目前從技術(shù)上來說，還沒有成熟的技術(shù)可以有效地消除震動(dòng)源。

（2）   隔振：消除或減弱振動(dòng)傳輸。在振源與受控對(duì)象之間串加一個(gè)子系統(tǒng)（隔振系統(tǒng)），以減小受控對(duì)象對(duì)振源激勵(lì)的影響。

（3）   吸振（動(dòng)力吸振）：在受控對(duì)象上附加一個(gè)子系統(tǒng)（動(dòng)力吸振器），產(chǎn)生吸振力以減小受控對(duì)象對(duì)振源激勵(lì)的影響。

（4）   阻振（阻尼減振）：在受控對(duì)象上附加阻尼器或阻尼元件，通過消耗能量使響應(yīng)減小。

（5）   結(jié)構(gòu)修改：通過修改受控對(duì)象的動(dòng)力學(xué)特性參數(shù)使其振動(dòng)滿足預(yù)定的要求，不需附加任何子系統(tǒng)。

注：隔振：是利用振動(dòng)元件間阻抗的不匹配，以降低振動(dòng)傳播的措施。隔振技術(shù)常應(yīng)用在振動(dòng)源附近，把振動(dòng)能量限制在振源上，不向外界擴(kuò)散，以免激發(fā)其他構(gòu)件的振動(dòng)；也應(yīng)用在需要保護(hù)的物體附近，把需要低振動(dòng)的物體同振動(dòng)環(huán)境隔開，避免物體受振動(dòng)的影響。采取隔振措施主要是設(shè)計(jì)合適的隔振器。隔振的原理是把物體和隔振器（主要是彈簧）系統(tǒng)的固有頻率設(shè)計(jì)得比激發(fā)頻率低得多（至少低3倍）;但對(duì)高頻振動(dòng)要注意把隔振器的特性阻抗設(shè)計(jì)得與連結(jié)構(gòu)件的特性阻抗有很大變化（至少差3倍）。為此,隔振器如用鋼絲彈簧，還要墊上橡皮、毛氈等作的墊子。在隔振器的設(shè)計(jì)中，還應(yīng)該考慮阻尼的作用。對(duì)啟動(dòng)過程中變速的機(jī)械，設(shè)計(jì)隔振器時(shí)應(yīng)加阻尼措施，以免經(jīng)過共振頻率時(shí)振動(dòng)過大。

阻尼：是通過粘滯效應(yīng)或摩擦作用把振動(dòng)能量轉(zhuǎn)換成熱能而耗散的措施。阻尼能抑制振動(dòng)物體產(chǎn)生共振和降低振動(dòng)物體在共振頻率區(qū)的振幅，具體措施就是提高構(gòu)件的阻尼或在構(gòu)件上鋪設(shè)阻尼材料和阻尼結(jié)構(gòu)。如近年來研制成的減振合金材料，具有很大的內(nèi)阻尼和足夠大的剛性，可用于制造低噪聲的機(jī)械產(chǎn)品。另外，在振動(dòng)源上安裝動(dòng)力吸振器，對(duì)某些振動(dòng)源也是有效的降低振動(dòng)措施。對(duì)沖擊性振動(dòng)，吸振措施也能有效地降低沖擊激發(fā)引起的振動(dòng)響應(yīng)。電子吸振器是另一種類型的吸振設(shè)備。它的吸振原理與上述隔振、阻尼不同，它是利用電子設(shè)備產(chǎn)生一個(gè)與原來振動(dòng)振幅相等、相位相反的振動(dòng)，來抵銷原來振動(dòng)以達(dá)到降低振動(dòng)的目的（見有源降噪）。

隔振和阻尼的關(guān)系　一般情況下,隔振設(shè)備和阻尼設(shè)備的功能是差不多的，兩者是相輔相成的，所以在選型的時(shí)候，一定要挑選合理的平衡點(diǎn)。在某些強(qiáng)振動(dòng)環(huán)境中，采取若干振動(dòng)防護(hù)措施，也能消除或減輕振動(dòng)對(duì)人的危害。

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