技术报告衰减特性系数3
4.关系公式摘要
表示衰减的系数之间的关系总结如下:。
5.结束语
由于振动是机械运行时不可避免的现象,因此将振动抑制在允许水平以下是机械设计中的重点。特别是共振现象,即使是很小的外力也可能引起大的振动,需要充分注意。只需要将谐振频率 (固有频率) 和强迫振动的频率分开,但实际上固有频率通常在工作区域内,这对设计人员来说是一个痛苦的问题。
如本文所述,共振行为因衰减而变化很大。因此,还可以通过预先结合适当的衰减来设计将振动抑制到允许水平以下。此外,为了减少有问题的机器和结构的振动,通常添加阻尼元件,例如阻尼器。在这种情况下,本文中描述的衰减知识是基础。这里采用的振动模型是一个自由度系统,施加的外力也是一个称为正弦波的简单模型,但实际的机器和结构是一个更复杂的系统,外力也是不规则的波形。阻尼比值也可能随振幅和状态而变化,因此实际的振动分析并不容易。然而,机械振动的基础是这里描述的一个自由度模型,并且在许多情况下,振动的大致行为可以用本文描述的知识来解释,因此它应该是考虑分析和对策的线索。
上面,我们简要介绍了表示衰减的系数 (主要是阻尼比) 的含义以及如何获得它。本文的内容是机械和结构设计师的自然知识,但如果振动不是专业的人在考虑振动对策时会有所帮助,我会很高兴。
【补充】半值宽度法的计算公式导出
将谐振频率表达式替换为振幅放大率表达式 (21),即可得到最大振幅表达式 (22) 。
(21)
谐振频率公式
因此,我们将其与公式 (21) 的
,则此窗口为只读。;
(22)
根据公式 (21)、公式 (22),振幅为最大振幅的
的频率,;
(28)
整理的话;
(29)
解决这个问题;
(30)
(31)
ζ≪1,ζ2≈0因此;
(32)
(33)
这样的话;
(34)
(35)
如上述所示,根据半宽度求衰减比ζ的计算公式是ζ≪1时的近似式,因此,能够高精度计算的ζ是0.05以下,即使容许少许误差,最多也是0.1以下。
【参考】 结构物及机械的衰减比
实际的结构和机械阻尼比率通常为:。
| 钢筋建筑物 | 0.003 〜 0.04 |
| 中低层建筑 (10层以下) | 0.005 〜 0.12 |
| 高层建筑 | 0.02 〜 0.1 |
| 钢塔 | 0.002 〜 0.03 |
| 混凝土塔 | 0.01 〜 0.02 |
| 公路桥 | 0.02 〜 0.05 |
| 吊桥 | 0.002 〜 0.08 |
| 大型轿车的悬架 | 0.1 〜 0.3 |
| 小轿车的悬架 | 0.2 〜 0.5 |
| 摩托车悬架 | 0.35 〜 0.45 |
【参考资料】
1.“控制振动”铃木浩平 (欧姆公司)
2.《汽车工学全书11》 (山海堂)