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阻尼

什么是阻尼?

阻尼,英文 Damping。在任何振动系统中,通过粘滞或者是阻止等外界作用或者是系统本身的特性而导致振幅降低,能量损耗的过程就称之为阻尼或者衰减。如下图所示为一振动系统经过不断衰减,振幅渐小的过程。

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阻尼的影响因素

在振动系统发生阻尼或者衰减时,机械能量被转化为热能损耗掉。而对于一单自由度的振动循环中(如右图所示为一简单的弹簧振动阻尼系统),损耗的能量的大小受系统阻尼系数( c )、衰减率 ( x ),Q因子(q )以及对数衰减率Damped_spring( d )等参数影响,其相互关系如下图所示

x = \frac{{c{w_n}}}{{2k}};     d = \frac{{2px}}{{\sqrt {1 - {x^2}} }};   Q = \frac{1}{{2x}};

其中{w_n}为系统固有属性,k为刚度

在单一自由度系统中,临界阻尼发生在x=1 或者是C = {C_c} = \frac{{2k}}{{{w_n}}} = 2\sqrt {km}

所有这些参数定义了在一个独立的振动模态中的阻尼影响因子,而阻尼的数值则决定了振动系统中的自由度以及阻尼效果,同时它也决定了当系统在受到外力作用下时共振的振幅大小。

阻尼形式的种类

在机械系统中的阻尼形式可以分为如下几种,

  • 1、粘滞阻尼
  • 2、摩擦阻尼
  • 3、延迟阻尼
  • 4、磁性阻尼

参考:

  • 1. http://en.wikipedia.org/wiki/Damping
  • 2. http://www.mfg.mtu.edu/cyberman/machtool/machtool/vibration/damping.html

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