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振动与减振器-减振器哪家便宜为你呈现

时间:2022-12-04     作者:减振器哪家便宜【转载】   来自:减振器网上平台

     “振动”可以说是这个宇宙中最普遍的物理现象之一了。


    脉搏,波浪,为最后一口酸奶而摇晃瓶子……是身边的振动日常。广义上振动是能量的表现方式,它的尺度小到原子大到星系,只要有能量就会有振动。振动毫无疑问特别“有用”,我们设计制造了打夯机,微波炉,MRI等形形色色的设备和工具,利用振动的特性帮我们工作,扩展我们的视野,延伸我们的能力。 然而对于人体感受到的不舒服的“振动”和噪音,那些会让工具和设备失灵破坏的振动,也必须花费心思去控制和消除。


    振动控制的方式主要有两种,主动的和被动的。


  主动,是指利用额外能量来产生特定的输出,让它和有害的振动相抵消,达到从源头消除振动的目的。


  主动减振是一个由传感器,做动器,控制单元等几部分组成的闭环系统。它必须能实时准确的检测出振动,并精确的控制作动器做出合适的响应。主动减振系统复杂昂贵,但在许多严酷的应用中(例如精密仪器,航空航天)发挥着不可替代的作用。


   而被动减振,是指利用减振器等部件和质量组成振动系统,靠这个系统自己的特性来过滤特定的振动能量,减小有害输出。被动减振应用起来相对简单,也不需要消耗能量。但由于系统对振动的响应有放大有缩小,所以要根据振动输入的特点和输出的要求来设计系统特性,常常要有所取舍。


   被动减振系统的作用过程可以用下图直观的说明。图中最左的曲线是原始的振动,它被表示成频率坐标下的功率的形式。中间是振动系统的响应特性,它表示系统对不同频率的输入的响应特性。当原始振动经过这个系统过滤后,就变成了最右图的形式输出出来。在较低的频率区振动被放大,而较高频率区间的振动则变小。


   一个被动减振系统建立后,它的响应特性就确定了,当振动输入复杂多变时,有些情况下可能会使振动放大。如果减振器的特性能够受控可变,从而改变系统的响应特性,就能大大改善隔振的适应性。目前以磁流变(MR)流体为载体的可变减振器已有很多种成熟的产品。MR减振器和传感器,控制器等共同工作,能随时调整振动系统的特性,从而隔离更宽频率范围的振动。目前在越野车辆的座椅,悬架系统应用中,能够显著减小振动幅度,吸收振动能量,提高稳定性和安全性。普通减振器的刚度(力-位移)特性为一条线或一个环,相对的MR减振器的刚度特性则是一个范围,其具体表现由控制信号决定。

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   减振器做为振动系统中的关键部件,通常是振动系统设计和匹配的目标。不同的应用中对减振器的要求可能千差万别,但有一个共同的要求,要有弹性,有载荷时能够变形,载荷消失后能够恢复。常见的材料多多少少都有些弹性,到底用什么材料最好却不那么显而易见。由于减振器的工作模式是储存弹性能量(正比于σ2/Ε),具有最大σ2/Ε的就是减振材料的潜在候选者。如果同时还关注减振器的重量或体积,那么材料密度也要做为衡量参数加入考量。


  考察各种材料模量Ε和强度σy,可以见下图。实际各种材料的属性要占一个较大的区域,这里做了简化,仅为示意。图中为对数坐标,右下角有一条参考线,线的斜率是σ2/Ε,任意一条相同斜率的线上的材料都具有相当的存储弹性能的能力。在线的右下方,距离越远的材料,存储弹性能的能力越高,反之在线的左上方则相对差。


   从图上可以看出橡胶会是很好的减振器材料,其次还有钛合金,尼龙和金属等。可以进一步算出具体的值来说明各种材料的潜力。当然这些数值没有具体的物理意义,因为它们应用的结构形式都不相同。

材料

σ2

特点

Rubber

64000

有内阻尼

Titanium Alloy

4600

成本高,耐腐蚀

Nylon

700

有内阻尼,容易成型

Spring Steel

160

需热处理

Wood

8

性能不稳定,有方向性

  由于实际应用中还会有其他的一些限制条件,如温度?工艺?成本?易得?。。在考虑各种因素后,候选的材料会被缩减到少数几种或一种。现实中各种材料也都有用武之地,配合不同结构结果形成了各种各样的减振器。它们有各自的特点和应用场合。 

减振器

应用

典型特性

空气弹簧

大型设备,重载车辆

1.5 - 3 Hz, 可低至 0.5 Hz

弹簧,避震器

泵,压缩机等工业设备,重载场合

3 - 9 Hz

软木垫

大载荷,减小噪音

3 - 40 Hz

橡胶金属减振器

设备仪器,车辆,航空

10 - 20+ Hz

钢丝弹簧

设备仪器,车辆

10 - 40+ Hz

橡胶堆

建筑,桥梁

低频振动,地震

质量阻尼器

建筑,大型结构,航天

低频

随着材料科学和制造工艺的发展,还会有新型减振器出现,丰富我们控制振动的手段。例如新的高分子材料,3D打印技术等都是可以期待的方向。

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