第十章.阻尼减振降噪技术.doc
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第十章.阻尼减振降噪技术
教学目的
C:理解C:理解::教学重点教学难点教学用具
教学方法
讲授法
课时安排
课时
教学过程
整体振动标准(ISO2631-1978):振动对人体的作用取决于:振动强度、频率、方向、暴露时间4个因素。
环境振动标准(GB10070-88): 主要针对各种机械设备、交通运输工具和施工机械所产生的振动,以及城市区域环境振动污染。
二. 阻尼材料及其阻尼性能评价指标
衡量阻尼材料的阻尼性能主要是根据阻尼材料的损耗因子、振动频率、振幅三要素。
其中,又以阻尼材料的损耗因子作为一般比较对比的主要因素:目前表征材料阻尼性能的参量较多,其中还有玻璃化转变温度Tg,Tg是否与使用环境温度相适应是选择阻尼材料的关键。最常使用的度量参量比阻尼能力(、相位差角正切tan(、对数衰减率(和品质因子的倒数1/Q等;常用阻尼性能的表征参量有(阻尼材料损耗因子()复合结构损耗因子η(即单位弧度的阻尼容量:为每单位弧度的相位变化的时间内,内损耗的能量与系统的最大弹性势能之比。)、阻尼比( 以及损失能量与存储能量之比M2/M1 ;这些参量在一定条件下可以相互转换,当阻尼值较小,即tan(0.1时,(/2(=(=tan(=(/(= Q-1=η=2(= M2/M1
①粘性阻尼系数C
即阻尼力与振动速度之比。
②临界阻尼系数CC
即共振时所能容许的最大粘性阻尼系数。
③阻尼比ξ=C/CC
阻尼系数C与临界阻尼系数CC之比。
④阻尼容量ψ
即每振动一个周期所损失的能量与系统的最大弹性势能之比。
三. 隔振及其原理
研究环境振动防治前,必须先弄清环境振动的传播途径和规律,才能制定的防治对策和控制方法。下图(P206)为环境振动的传播过程。
在环境保护中遇到的振动源主要有:工厂振源(往复旋转机械、传动轴、电磁振动等),交通振源(汽车、机车、路轨、路面、飞机、气流等),建筑工地(打桩、搅拌、风镐、压路机等)以及大地脉动及地震等;传递介质主要有:地基地坪、建筑物、空气、水、道路、构件设备等;接受者除人群外,还包括建筑物及仪器设备等。
振动控制的基本方法
根据振动的性质及其传播的途径,振动的控制方法可归纳为三类:
①减少振动源的扰动
振动的主要来源是振动源本身的不平衡力引起的对设备的激励。减少或消除振动源本身的不平衡力(即激励力),从振动源来控制,改进振动设备的设计和提高制造加工装配精度,使其振动最小.是最有效的控制方法。例如,鼓风机、高压水泵、蒸汽轮机、燃气轮机等旋转机械,大多属高速旋转类,每分钟在于转U上,其微小的质量偏心或安装间隙的不均匀常带来严重的危害。为此,应尽可能调好其静、动平衡,提高其制造质量,严格控制安装间隙,以减少其离心偏心惯性力的产生。性能差的风机往往是动平衡不佳,不仅振动厉害,还伴有强烈的噪声。
②防止共振
振动机械激励力的振动频率.若与设备的固有频率一致,就会引起共振,使设备振动得更厉害。起了放大作用,其放大倍数可有几倍到几十倍。共振带来的破坏和危害是十分严重的。本工机械中的锯、刨加工,不仅有强烈的振动,而且常伴随壳体等共振,产生的抖动使人难以承受,操作者的手会感到麻木。高速行驶的载重卡车、铁路机车等,往往使较近的居民楼房等产生共振,在某种频率下,会发生楼面晃动,玻璃窜强烈抖动等。历史上赞发生过几次严重的共振事故,如美国Tacoma峡谷悬索吊桥,长853 m,宽12 m左右,1940年固风灾(8级大风)袭击,发生了当时难以理解的振动.引起共振,历时1h,使笨重的钢桥翻腾扭曲,量后在可怕的断裂声中整个吊桥彻底毁坏。
因此,防止和减少共振响应是振动控制的一个重要方面。控制共振的主要方法有:改变设施的结构和总体尺寸或采用局部加强法等,以改变机械结构的固有频率;改变机器的转速或改换机型等以改变振动源的扰动频率;将振动源安装在非刚性的基础上以降低共振响应;对于一些薄壳机体或仪器仪表柜等结构,用粘贴弹性高阻尼结构材料增加其阻尼,以增加能量逸散,降低其振幅。
③采用隔振技术
振动的影响,特别是对于环境来说,主要是通过振动传递来达到的,减少或隔离振动的传递,振动就得以控制。
采用大型基础来减少振动影响是最常用最原始的方法。根据工程振动学原则合理地设计机器的基础,可以减少基础(和机器)的振动和振动向周围的传递。根据经验,一般的切削机床的基础是自身重量的1-2倍,而特殊的振动机械如锻冲设备则达到设备自重的2-5倍,更甚者达10倍以上。
在振动机械基础的四周开有一定宽度和深度的沟槽——防振沟,里面填充松软物质(如木屑等)或不填,用来隔离振动的传递,这也是以往常采用的隔振措施之一。
在设备下安装隔振元件——隔振器,是目前工程上应用最为广泛的控制振动的有效措施。安装这
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