振动理论及工程应用9-第九章-减振技术课件.ppt

1、 第第9 9章章 减振技术减振技术 在振动理论分析中，已经知道振动的幅值决于激励力幅在振动理论分析中，已经知道振动的幅值决于激励力幅值的大小、频率比、系统的阻尼等，因此进行减振就是要调值的大小、频率比、系统的阻尼等，因此进行减振就是要调整它们的参数使振动减小。采取减振措施时，首先应该考虑整它们的参数使振动减小。采取减振措施时，首先应该考虑降低振源的激励强度，如果降低振源强度达不到预期的技术降低振源的激励强度，如果降低振源强度达不到预期的技术要求，再考虑安装合适的隔振装置，如果隔振还不能达到预要求，再考虑安装合适的隔振装置，如果隔振还不能达到预期的技术要求，就要使用减振装置进行减振。期的技术要求

2、，就要使用减振装置进行减振。一般首先采取以下措施：一般首先采取以下措施：1 1降低激振力幅值降低激振力幅值2 2改变干扰力的频率与系统固有频率之比改变干扰力的频率与系统固有频率之比3 3在机械结构内增加阻尼力在机械结构内增加阻尼力 1、降低激振力幅值、降低激振力幅值 如对旋转组件的机械进行动平衡处理，包括在动平衡机如对旋转组件的机械进行动平衡处理，包括在动平衡机上及在现场进行动平衡处理以减小不平衡质量达到降低干上及在现场进行动平衡处理以减小不平衡质量达到降低干扰力幅值扰力幅值.改变机器部件的某些结构，如柴油机的曲轴扭转振动，改变机器部件的某些结构，如柴油机的曲轴扭转振动，改变曲轴配置，可以减小

3、干扰力的功，即降低了强迫振动改变曲轴配置，可以减小干扰力的功，即降低了强迫振动幅值。幅值。还可以利用专门的装置降低振动的幅值，如使用抗振器还可以利用专门的装置降低振动的幅值，如使用抗振器，柴油机使用的多摆式抗振器就可以用来控制好几阶干扰，柴油机使用的多摆式抗振器就可以用来控制好几阶干扰力矩力矩.2、改变干扰力的频率与系统固有频率之比、改变干扰力的频率与系统固有频率之比 使旋转机械的工作转数调开共振区，使系统处于非共振的使旋转机械的工作转数调开共振区，使系统处于非共振的振动区，以达到减小振幅的目的；振动区，以达到减小振幅的目的；一般情况下，机器转速的设计不可能随意变动，因此往往一般情况下，机器转

4、速的设计不可能随意变动，因此往往是通过改变结构的固有频率来降低振动幅值的。是通过改变结构的固有频率来降低振动幅值的。改变结构固有频率可通过改变刚度改变结构固有频率可通过改变刚度k或改变质量或改变质量m来实现。来实现。另一种方法是释放约束，使固有频率减小。在可能情况下，另一种方法是释放约束，使固有频率减小。在可能情况下，有时可以通过改变机器的尺寸与零部件的形状，或者引入某些有时可以通过改变机器的尺寸与零部件的形状，或者引入某些弹性原件就可以协调刚度和质量，也可以利用抗震器来改变系弹性原件就可以协调刚度和质量，也可以利用抗震器来改变系统的固有频率，而且使整个系统的振动特性发生变化。统的固有频率，而

5、且使整个系统的振动特性发生变化。3 3、在机械结构内增加阻尼力在机械结构内增加阻尼力在机械结构内增加阻尼力使共振振幅与非共振振幅降在机械结构内增加阻尼力使共振振幅与非共振振幅降低，这可以通过在系统上加一个专门装置，如低，这可以通过在系统上加一个专门装置，如“阻尼器阻尼器”来实现，也可以粘贴适当的阻尼材料，即约束阻尼层来实现，也可以粘贴适当的阻尼材料，即约束阻尼层与自由阻尼层来减小振幅。与自由阻尼层来减小振幅。回转机械、锻压机械等在运转时会产生较大的振动，回转机械、锻压机械等在运转时会产生较大的振动，影响其周围的环境；有些精密机械、精密仪器又往往需要影响其周围的环境；有些精密机械、精密仪器又往往

6、需要防止周围环境对它的影响。这两种情形都需要实行振动隔防止周围环境对它的影响。这两种情形都需要实行振动隔离，简称离，简称隔振隔振。隔振可分为两类。一类是隔振可分为两类。一类是主动隔振主动隔振，即用，即用隔振器隔振器将振将振动着的机器与地基隔离开；另一类是动着的机器与地基隔离开；另一类是被动隔振被动隔振，即将需要，即将需要保护的设备用保护的设备用隔振器隔振器与振动着的地基隔离开。与振动着的地基隔离开。隔振器隔振器是由一根弹簧和一个阻尼器组成的模型系统。是由一根弹簧和一个阻尼器组成的模型系统。在实际应用中隔振器通常选用合适的弹性材料及阻尼材料，在实际应用中隔振器通常选用合适的弹性材料及阻尼材料，如

7、木材、橡胶、充气轮胎、沙子等等组成。如木材、橡胶、充气轮胎、沙子等等组成。9.2 9.2 隔振隔振振源是机器本身。积极隔振是将振源隔离，防止或减小传递振源是机器本身。积极隔振是将振源隔离，防止或减小传递到地基上的动压力，从而抑制振源对周围环境的影响。积极隔到地基上的动压力，从而抑制振源对周围环境的影响。积极隔振的效果用力传递率或隔振系数来衡量，定义为振的效果用力传递率或隔振系数来衡量，定义为HHTa 其中其中H和和HT分别为隔振前后传递到地基上的力的幅值。分别为隔振前后传递到地基上的力的幅值。在采取隔振措施前，机器传递到地基的最在采取隔振措施前，机器传递到地基的最大动压力大动压力Smax=H。

8、机器与地基之间装上隔振器。机器与地基之间装上隔振器。系统的受迫振动方程的解为系统的受迫振动方程的解为)sin(tBxtHSsin 激振力激振力1、主动隔振、主动隔振此系统的受迫振动方程的解为此系统的受迫振动方程的解为)sin(tBx22)2()1(1kHB)cos()sin(tcBtkBxckxRFFD此时，机器通过弹簧、阻尼器传到地基上的动压力此时，机器通过弹簧、阻尼器传到地基上的动压力即F和R是相同频率，在相位上相差 的简谐力。2根据同频率振动合成的结果，得到传给地基的动压力的最大值根据同频率振动合成的结果，得到传给地基的动压力的最大值22)()(cBkBHT2222)2()1()2(1

9、HHT2222)2()1()2(1aHHTa 2)2(1 kB 振源来自地基的运动。消极隔振是将需要防振的物体与振振源来自地基的运动。消极隔振是将需要防振的物体与振源隔离，防止或减小地基运动对物体的影响。源隔离，防止或减小地基运动对物体的影响。消极隔振的效果也用传递率表示，定义为消极隔振的效果也用传递率表示，定义为bBa B为隔振后传到物体上的振动幅值为隔振后传到物体上的振动幅值b地基运动的振动幅值。地基运动的振动幅值。地基为简谐运动地基为简谐运动tbysin 2222)2()1()2(1 bB2222)2()1()2(1bBa隔振后系统稳态响应的振幅为隔振后系统稳态响应的振幅为2、被动隔振、

10、被动隔振位移传递率与力传递率具有完全相同的形式。a ，1，才隔振，且 值越大，越小，隔振效果越好。2aa常选 为2.5-5之间。另外 以后，增加阻尼反而使隔振效果变坏。2为了取得较好的隔振效果，系统应当具有较低的固有频率和较小的阻尼。不过阻尼也不能太小，否则振动系统在通过共振区时会产生较大的振动。已知 电机转速=60 rad/s，全机质量m=100kg，欲使传到地上的干扰力降为原干扰力的101求 隔振弹簧刚度系数k。1211011122 km 即即 222mk 解 按照积极隔振公式，力的传递率为可解出隔振弹簧总刚度为161.5 kN/m 9.3 9.3 阻尼消振阻尼消振 阻尼减振有两种方式，一

11、类是非材料阻尼阻尼减振有两种方式，一类是非材料阻尼(也称为集中也称为集中力阻尼器力阻尼器)，如各种成型的阻尼器，工程中大量应用于可以，如各种成型的阻尼器，工程中大量应用于可以施加集中力的系统。另一类是材料阻尼施加集中力的系统。另一类是材料阻尼(也称为分布力阻尼也称为分布力阻尼器器)，如各种粘弹性阻尼材料以及复合材料等。主要应用于，如各种粘弹性阻尼材料以及复合材料等。主要应用于薄板和薄壳等薄壁结构减振不宜施加集中阻尼力的系统。薄板和薄壳等薄壁结构减振不宜施加集中阻尼力的系统。评价阻尼器设计的标准，主要是系统增加单位重量评价阻尼器设计的标准，主要是系统增加单位重量取得的减振效果，即要求单位重量和单

12、位体积的阻尼器取得的减振效果，即要求单位重量和单位体积的阻尼器能够提供尽可能大的阻尼力。及其工作性能稳定可靠的能够提供尽可能大的阻尼力。及其工作性能稳定可靠的程度，即要求阻尼器能在恶劣环境下长期正常工作。程度，即要求阻尼器能在恶劣环境下长期正常工作。阻振方法是采用阻尼减振方法的简称，即用附加的子系阻振方法是采用阻尼减振方法的简称，即用附加的子系统连接于需要减振的结构或系统以消耗振动能量，从而达统连接于需要减振的结构或系统以消耗振动能量，从而达到控制振动水平的目的。到控制振动水平的目的。阻尼减振技术能降低结构或系统在共振频率附近的动响阻尼减振技术能降低结构或系统在共振频率附近的动响应和宽带随机激

13、励下响应的均方根值，以及消除由于自激应和宽带随机激励下响应的均方根值，以及消除由于自激振动而出现的动不稳定现象。振动而出现的动不稳定现象。阻尼减振有两种方式阻尼减振有两种方式:一类是非材料阻尼，如各种成型一类是非材料阻尼，如各种成型的阻尼器，另一类是材料阻尼，如各种粘弹性阻尼材料以的阻尼器，另一类是材料阻尼，如各种粘弹性阻尼材料以及复合材料等。及复合材料等。目前粘贴在结构上的自由阻尼层和约束阻尼层应用很广目前粘贴在结构上的自由阻尼层和约束阻尼层应用很广泛。泛。前者利用拉伸变形来消耗振动能量，后者则利用剪切变前者利用拉伸变形来消耗振动能量，后者则利用剪切变形来消耗振动能量。形来消耗振动能量。尤其

14、是多层约束阻尼层，往往较之前种方法更为有效。尤其是多层约束阻尼层，往往较之前种方法更为有效。如美国如美国F-4战斗机的武器发射装置的中央腹板由于宽带激励战斗机的武器发射装置的中央腹板由于宽带激励下的多模态共振而迅速破坏。下的多模态共振而迅速破坏。粘贴了多层约束阻尼层后，由于在其工作温度条件下的粘贴了多层约束阻尼层后，由于在其工作温度条件下的多个模态上都提供了一定的损耗因子，解决了这种振动疲多个模态上都提供了一定的损耗因子，解决了这种振动疲劳造成的破坏问题劳造成的破坏问题1、分布力阻尼器、分布力阻尼器 复合材料由于它具有重量轻、刚度大、强度高的优点已复合材料由于它具有重量轻、刚度大、强度高的优点

15、已被广泛地应用于各个工业部门，尤其是在航空航天工业中被广泛地应用于各个工业部门，尤其是在航空航天工业中得到了广泛的应用。得到了广泛的应用。基底材料的粘弹性能对纤维增强的复合材料有可能提供基底材料的粘弹性能对纤维增强的复合材料有可能提供一定的内阻。一定的内阻。对于较大的纤维阻尼，长纤维能够提供最佳的内阻。对于较大的纤维阻尼，长纤维能够提供最佳的内阻。另外，对于一些具有小阻尼的结构，当难以安装阻尼器另外，对于一些具有小阻尼的结构，当难以安装阻尼器时，利用连接处的干摩擦也可以有效地减振。时，利用连接处的干摩擦也可以有效地减振。由质量由质量m1和弹簧和弹簧k1组成的系统，称组成的系统，称为主系统为主系

16、统；由质；由质量量m2和弹簧和弹簧k2组成的组成的辅助系统辅助系统，称为称为无阻尼无阻尼减振器减振器。x2x1m1m21、无阻尼动力减振器、无阻尼动力减振器 这是两自由度的无阻尼受迫振动系统。现这是两自由度的无阻尼受迫振动系统。现建立该系统的运动微分方程为建立该系统的运动微分方程为tFxxkkkkkxxmmsin00021222212121 设稳态响应为tBBxxsin2121 0002121222221FBBmmkkkkk代入代入x2x1m1m2x2x1 0002121222221FBBmmkkkkk设式中的系数行列式的分母不为零，即设式中的系数行列式的分母不为零，即0)(222221221

17、2kmkmkkf因此，可得受迫振动的振幅因此，可得受迫振动的振幅2222212212221)()(kmkmkkFmkB22222122122)(kmkmkkFkB1111kpm2222kpm令令2222212212221)()(kmkmkkFmkB22222122122)(kmkmkkFkB2222kpm使使p22与系统的工作频率与系统的工作频率(激振力的频率激振力的频率)相等，则相等，则x1的振动将被消除，这种现象称为反共振。的振动将被消除，这种现象称为反共振。22p22()FBk x2x101 Bx2x101 B202212)(kFBppB 2222kpm减振器的质量减振器的质量m2的运动

18、为的运动为tkFtxsin)(22 减振器经过弹簧减振器经过弹簧k2对对m1的作用力为的作用力为tFxksin22 这个力恰与作用在主质量这个力恰与作用在主质量m1上的激振力上的激振力 大小相等、大小相等、方向相反，互相平衡。方向相反，互相平衡。tFsin这就是减振器消除主系统振动的原理。这就是减振器消除主系统振动的原理。动力减振器只在一个频率即反共振频动力减振器只在一个频率即反共振频率近旁很窄的频率范围内效果好。率近旁很窄的频率范围内效果好。因此，它仅适用于频率变化很小的振因此，它仅适用于频率变化很小的振动系统。不过在动系统。不过在 近旁的某个小范围近旁的某个小范围内也能满足要求，这时，主系

19、统质量内也能满足要求，这时，主系统质量m1的运动虽不是零，但振幅很小。的运动虽不是零，但振幅很小。图表示在图表示在=0.2,p11=p22时，时，随随 变化的规律，阴变化的规律，阴影部分是减振器的可工作频率范围。影部分是减振器的可工作频率范围。01BB22p1122mm这种减振器的缺点是使单自由度这种减振器的缺点是使单自由度系统成为两自由度系统，因而有系统成为两自由度系统，因而有两个固有频率。如果激振力的频两个固有频率。如果激振力的频率变化，就可能出现两次共振。率变化，就可能出现两次共振。解决这些问题的途径是（解决这些问题的途径是（1）采用）采用阻尼动力减振器；（阻尼动力减振器；（2）增加控制

20、）增加控制系统，使原来的被动减振器变为系统，使原来的被动减振器变为有源的主动减振器。有源的主动减振器。为了在相当宽的工作速度范围内，为了在相当宽的工作速度范围内，使主系统的振动能够减小到要求的强度，使主系统的振动能够减小到要求的强度，设计了由质量设计了由质量m2、弹簧、弹簧k2和粘性阻尼器和粘性阻尼器c组成的系统，称之为组成的系统，称之为有阻尼减振器有阻尼减振器。显然，。显然，主系统和减振器组成了一个新的两自由度主系统和减振器组成了一个新的两自由度系统。系统。建立其运动微分方程为建立其运动微分方程为tFxxkkkkkxxccccxxmmsin0002122221212121 图中由质量图中由质

21、量m1和弹簧和弹簧k1组成的系统组成的系统是是主系统主系统。m1m22、有阻尼动力减振器、有阻尼动力减振器ttBtxBtxj22j11e)(,e)(0jjjj21222221221FBBcmkckckcmkk复振幅 ckcmkfFFcmkckckcmkkBB jj0jjjj2222122222122121 )(j)()j()j)(j(22211222222211222222121 mmkcmkmkmkckcmkcmkkf tFxxkkkkkxxccccxxmmsin0002122221212121 21j222j12221ejej BFfckBBFfcmkB其中 和 分别为系统稳态响应的振幅和

22、相位差。21BB，21、可以写成可以得到主系统的振幅为 21222211222222221121222221mmkcmkmkmkcmkFB 21222211222222221121222221mmkcmkmkmkcmkFB写成下列无量纲形式22222222222222011212BB10kFB 222111,mkpmkp12mm12pp1p122pmc值得注意的是，无论 取怎样的值，所有曲线都经过S、T两点。201 1 ST22222222222222011212BB设计阻尼动力减振器时，一般选择适当的m2,k2，使曲线在S及T点有相同的幅值，并选择适当的 值，使曲线在S和T点具有水平切线。2

23、01 1 对于这两条切线，在S点和T点以外的响应值相差很小。显然，在相当宽的频率范围内，主系统有着小于允许振幅的振动，这就达到了减小主系统振动的目的。ST例例 如图所示，已知机器质量如图所示，已知机器质量m1=90kg，减振器质量，减振器质量m2=2.25kg，若机器上有一偏心质量若机器上有一偏心质量m=0.5kg，偏心矩，偏心矩e=1cm，机器转速，机器转速n=1800 r/min。试求。试求 (1)稳态振幅稳态振幅(2)减振器的弹簧刚度减振器的弹簧刚度k2多大，才能使机器振幅为零多大，才能使机器振幅为零?(3)此时减振器的振幅此时减振器的振幅B2为多大为多大?(4)若使减振器的振幅若使减振

24、器的振幅B2不超过不超过2mm，应如何改变减振器的，应如何改变减振器的参数参数?解：建立广义坐标，得作用力方程为解：建立广义坐标，得作用力方程为temxxkkkkkxxmmmsin0200221222212121 temxxkkkkkxxmmmsin0200221222212121 tBxtBxsin,sin2211)()2()(22212122221kmmkkemmkB222121222)()2(kmmkkemkB代入上式得代入上式得设设)1/s(4.18830sin2ntemF由已知条件知：作用在机器上的激振力由已知条件知：作用在机器上的激振力222mk若满足若满足则机器振幅为零则机器振幅

25、为零42221099.7mkN/m22220202|mkemFkFB（3 3）此时：）此时：22.222222memmemBmm(2)减振器的弹簧刚度减振器的弹簧刚度k2多大，才能使机器振幅为零多大，才能使机器振幅为零?2222222mkmemkFBkg5.2N/m1088.8242mk令B22(mm)同时满足同时满足(4)若使减振器的振幅若使减振器的振幅B2不超过不超过2mm，应如何改变减振器的参数，应如何改变减振器的参数?例例 质量为质量为200 kg的机器与一个刚度为的机器与一个刚度为4105 N/m的弹簧相的弹簧相连。在运动过程中，机器受到一个大小为连。在运动过程中，机器受到一个大小为

26、500 N，频率为，频率为50 rad/s的简谐激励，设计一个无阻尼减振器，使得主质量的稳态的简谐激励，设计一个无阻尼减振器，使得主质量的稳态振幅为零，减振器质量的稳态振幅小于振幅为零，减振器质量的稳态振幅小于2 mm。并求带有减振。并求带有减振器之后的系统的固有频率。器之后的系统的固有频率。解：当减振器的频率调整到激振频率时，机器的稳态振幅解：当减振器的频率调整到激振频率时，机器的稳态振幅为零。因此，为零。因此，22mk在这种条件下，减振器质量的稳态振幅为在这种条件下，减振器质量的稳态振幅为 mN102.5m0.002N500m002.05220kkF 用最小允许刚度，所需减振器的质量为kg

27、100srad50mN102.55222km因此减振器的刚度为2.5105 N/s，质量为100 kg。0)5.1(1122211224mkmkpmkmkp01051075.56234ppp1=32.698rad/s;p2=68.42rad/s0)(222221221kmpkmpkk这里介绍一种新型的动力减振器，它的减振原理克服了一些传这里介绍一种新型的动力减振器，它的减振原理克服了一些传统方法的不足，具有更多的优越性。统方法的不足，具有更多的优越性。如左图所示的机械系统中，惯性质量如左图所示的机械系统中，惯性质量m3通过正弦机构实现通过正弦机构实现往复运动，主质量往复运动，主质量m1则在惯性

28、质量的作用下产生振动，这里我则在惯性质量的作用下产生振动，这里我们称们称m1为主系统，其力学模型如右图所示。在图中，将质量为主系统，其力学模型如右图所示。在图中，将质量m1与与m3的关系及相互之间的作用力用符号的关系及相互之间的作用力用符号F来表示。来表示。设曲柄半径为r，则xm3与xm1应满足下式ltrxxmmsin13trxxmmsin13m1m3k1m1m3k1x1x3工程应用实例工程应用实例图中，m1主质量；m2减振器的质量；m3惯性质量；k2减振器的弹簧刚度。x1，x2，x3分别为m1，m2，m3的位移，显然有trxxsin13设阻尼为零，新型动力减振器的力学模型如图所示。m3m2m

29、1x1x3x2k2k1新型的减振器不是与主质量连接，而是与惯性质量连接，这就导致了根本不同的减振机理。建立系统的振动方程，并求解可得rx222322310)()(当 时，主质量m1的振幅x10=0，这就是无阻尼减振器的作用。m3m2m1x1x3x2k2k1rx222322310)()(式中，x10主质量m1的振幅；;)1(1)(31223111222242mmmmmmm2222211211213133;mkpmmkppppmmm23232主系统的幅频响应曲线从图中还可以看出，当系统工作频率增大，从而使从图中还可以看出，当系统工作频率增大，从而使 增大至增大至 1.4时，虽然主系统的振幅有所增大

30、，但不会引起共振，主振幅增大的时，虽然主系统的振幅有所增大，但不会引起共振，主振幅增大的极限值为极限值为x10=3r。这也是与传统的动力吸振器的一点不同之处。因。这也是与传统的动力吸振器的一点不同之处。因为传统的动力吸振器使主质量振幅为传统的动力吸振器使主质量振幅x10=0所对应的所对应的 坐标，只能位于坐标，只能位于两个共振峰对应的两个共振峰对应的 坐标之间，而不会在它们之外。坐标之间，而不会在它们之外。调整减振器的元件参数，也可以使主振幅调整减振器的元件参数，也可以使主振幅x10=0所对应的所对应的频率比频率比 位于两个共振峰所对应的位于两个共振峰所对应的 之间。如图之间。如图所示。所示。

31、图中的幅频响应曲线是在图中的幅频响应曲线是在 =0.5，=0.2，m3=0.2条件下条件下作出的。这种情况的系统幅频响应特性与经典动力吸振器作出的。这种情况的系统幅频响应特性与经典动力吸振器的相似，当系统的工作频率稍偏离所要求的频率时，系统的相似，当系统的工作频率稍偏离所要求的频率时，系统就有可能进入共振区。就有可能进入共振区。调整元件参数后主系统调整元件参数后主系统的幅频响应曲线的幅频响应曲线根据图建立系统的振动方程，求得的主质量与惯性质量根据图建立系统的振动方程，求得的主质量与惯性质量之间的相互作用力之间的相互作用力F0的表达式为的表达式为12223223210)()()1(kF这时的主质

32、量与惯性质量之间没有相互作用力，二者解耦这时的主质量与惯性质量之间没有相互作用力，二者解耦了，而惯性质量了，而惯性质量m3和减振器质量和减振器质量m2组成了一个新的振动系组成了一个新的振动系统，两者作反向的同频率振动。统，两者作反向的同频率振动。23232m3m2m1x1x3x2k2k1当 时，F0=0，这种动力减震器有如下一些特点：这种动力减震器有如下一些特点：（1）能够使小振幅继续减小；）能够使小振幅继续减小；（2）便于灵活使用；）便于灵活使用；（3）可以提高机械效率）可以提高机械效率（4）占用空间小，结构比较紧凑，减振效果好，如果参数）占用空间小，结构比较紧凑，减振效果好，如果参数选得合

33、适，可以使振幅减小选得合适，可以使振幅减小60%以上。以上。振动的主动控制又称为振动的有源控制。这种控制是需要振动的主动控制又称为振动的有源控制。这种控制是需要消耗能量的作功机构，而能量要靠能源来补充。通常有开环消耗能量的作功机构，而能量要靠能源来补充。通常有开环控制与闭环控制。闭环控制又称为反馈控制，是目前用的比控制与闭环控制。闭环控制又称为反馈控制，是目前用的比较多的一种。较多的一种。主动式动力减振器有两种型式；一种是按干扰力频率主动主动式动力减振器有两种型式；一种是按干扰力频率主动改变减振器的参数，如弹簧的刚度系数或重块的质量，使减改变减振器的参数，如弹簧的刚度系数或重块的质量，使减振器

34、始终处于反共振状态，即使其固有频率始终振器始终处于反共振状态，即使其固有频率始终“跟踪跟踪”外外干扰力频率。另一种是通过反馈主动驱动吸振器的质量块，干扰力频率。另一种是通过反馈主动驱动吸振器的质量块，使对需要减振的结构或系统产生最有利的振动抑制。使对需要减振的结构或系统产生最有利的振动抑制。图示图示是一种连续系统和集中参数的有源是一种连续系统和集中参数的有源减振器。在减振器中与子弹性系统并联一减振器。在减振器中与子弹性系统并联一个附加的有源部件。主系统个附加的有源部件。主系统m1的运动用加的运动用加速度传感器来监测，其输出信号经相位补速度传感器来监测，其输出信号经相位补偿器和功率放大器后驱动液

35、压执行机构，偿器和功率放大器后驱动液压执行机构，经改变相位可使有源部件作为正向或反向经改变相位可使有源部件作为正向或反向弹力。弹力。设由有源部件产生的力正比于子系统质量设由有源部件产生的力正比于子系统质量m2的绝对位移的绝对位移x2，比例系数，比例系数ke是常数，是有源部件的等效刚度，则是常数，是有源部件的等效刚度，则m1和和m2的运动微分方程为的运动微分方程为21222221121211)(sin)(xkxxkxmtFxkxkxxkxmee m1m2k2c2有源部件tFsink1x2x1tXxtXxsin,sin2211设其解为其解为)()()(2222221212221kkkmkkmkkm

36、kkFXeee解出包含有源部件时的振幅解出包含有源部件时的振幅X1与不含有源部件时的振幅之比为与不含有源部件时的振幅之比为 12122212212121212221111121kkkkkkpkkppppkkpreee 当比值当比值r小于小于1时，说明有源部件的作用有所体现，当比值等时，说明有源部件的作用有所体现，当比值等于于1时，相当于没有有源部件。时，相当于没有有源部件。主动振动控制有很多优点，减振效果好，能适应不可预知的主动振动控制有很多优点，减振效果好，能适应不可预知的外界扰动以及结构参数的不确定性，对原结构改动不大，调整外界扰动以及结构参数的不确定性，对原结构改动不大，调整方便，既适用于干扰力频率变化较大的场合，也适用于低频区方便，既适用于干扰力频率变化较大的场合，也适用于低频区域的减振。域的减振。