引言
阻尼是指任何振动系统在振动中,由于外界作用(如流体阻力、摩擦力等)或系统本身固有的原因引起的振动幅度逐渐下降的特性,以及此一特性的量化表征。
1、阻尼的两种定义或理解:1)使振动衰减的作用;2)使能量耗散。
2、在建筑物中产生阻尼、耗散能量的因素:1)结构在变形过程中材料内部有摩擦,称“内摩擦”,耗散能量;2)建筑物基础的振动引起土壤发生振动,此振动以波的形式向周围扩散,振动波在土壤中传播而耗散能量;3)土体内摩擦、支座上的摩擦、结点上的摩擦和空气阻尼等等。
3、阻尼力的确定:总与质点速度反向;大小与质点速度有如下关系:1)与质点速度成正比(比较常用,称为粘滞阻尼)。2)与质点速度平方成正比(如质点在流体中运动受到的阻力)。3)与质点速度无关(如摩擦力)。
4、振动的衰减和能量的耗散都通过非弹性力来考虑,由于对非弹性力的描述不同,目前主要有两种阻尼理论:*粘滞阻尼理论——非弹性力与变形速度成正比: c — 阻尼系数,粘滞阻尼系数。(单位 N·s/m)*滞变阻尼理论——其他阻尼力也可化为等效粘滞阻尼力来分析。
5、考虑阻尼与忽略阻尼振动规律对比:1、忽略阻尼的振动规律:结构的自振频率是结构的固有特性,与外因无关、简谐荷载作用下有可能出现共振、自由振动的振幅永不衰减、共振时的振幅趋于无穷大;2、考虑阻尼的振动规律:结构的自振频率是结构的固有特性,与外因无关、简谐荷载作用下有可能出现共振、自由振动的振幅逐渐衰减、共振时的振幅较大但为有限值。
6、冲击阻尼产生机理:通过附加冲击块,将主系统振动能量转换成冲击块的振动能量。
7、阻尼涂料:1、组成:高分子树脂/2、用途:飞机、船舶、车辆、各种机械3、涂刷注意点:多次涂刷、干透再刷。
8、阻尼的存在能使振动衰减,特别是抑制共振时的峰值最有效。
9、研究阻尼的基本方法有三大类:
(1)系统阻尼。就是在系统中设置专用阻尼减振器,如减振弹簧,冲击阻尼器,磁电涡流装置,可控晶体阻尼等。(2)结构阻尼。在系统的某一振动结构上附加材料或形成附加结构,增大系统自身的阻尼能力,这类方法包括接合面、库伦摩擦阻尼、泵动阻尼和复合结构阻尼。(3)材料阻尼。是依靠材料本身所具有的高阻尼特性达到减振降噪的目的。它包括粘弹性材料阻尼、阻尼合金和复合材料阻尼。
10、阻尼比的来源及阻尼比影响因素:要针对土木、机械、航天等领域的阻尼比定义来讲解。阻尼比用于表达结构阻尼的大小,是结构的动力特性之一,是描述结构在振动过程中某种能量耗散的术语,引起结构能量耗散的因素(或称之为影响结构阻尼比的因素)很多,主要有:(1)材料阻尼、这是能量耗散的主要原因。(2)周围介质对振动的阻尼。 (3)节点、支座联接处的阻尼(4)通过支座基础散失一部分能量。