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该单自由度系统的刚度由隔振器的弹性体提供,因为其刚度远低于其他物理结构!同时,该系统的质量通常是振动源和隔振结构中较小的一个!让我们回到刚才提到的两个例子:在发动机悬架的例子中,汽车发动机的质量远远低于汽车车身和底盘的质量,因此发动机被用作单自由度系统的质量.以建筑为例,建筑的质量将远远低于地球的质量,因此建筑将被视为自由度系统的质量!当我们知道系统的刚度和质量时,我们可以很容易地计算出系统的固有频率。
它通常由质量和弹簧系统表示.为了更生动地解释它的功能,让我们举一些例子:我们知道汽车发动机在运行时会产生高振动!如何避免这些振动传递到车架和座椅上?事实上,隔振器(悬架)可以安装在发动机和车身之间的连接位置!这些隔振器的主要目的是防止发动机振动传递到汽车底盘,进一步传递到汽车座椅,从而避免汽车结构部件的疲劳失效和噪声辐射。让我们再举一个例子.想象一下,我们需要在地铁旁边建一座建筑物!当地铁运行时,轨道会振动很大.
航空。航天!在特殊工作环境中,航海等特殊需要以及对材料的一些特殊要求。对于这个单一的自由度系统,可以很容易地获得振动传输速率(transmissibility)曲线。关于它的介绍,本文将不再重复!感兴趣的朋友可以参考清华大学出版社的《振动理论与应用》或科学出版社的《机械振动与噪声》!一般来说,单一自由度的传输曲线如下图所示。纵轴代表振动传输速率,横轴代表频率比(激励频率与固有频率之比)!振动传输速率越低,隔振效果越好!
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在高频时,隔振器的传输速率仅有限.因此,在隔振器的设计中,我们仍然需要确保一定的阻尼!从这条单一自由度的隔振曲线可以看出,当隔振器系统的固有频率远小于激励频率时,隔振器的效果将得到改善!理论上,我们需要选择比较软的隔振器.然而,在实践中,隔振器也有一个重要的限制!这是比较大静态负载!静态负载如何影响隔振器的性能?我们可以从以下两个方面来看。首先,当静态负载过大时,隔振器被过度挤压,振动源设备可能与其他部件直接接触!
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在交替应力应变的作用下,可以消耗大量的振动能量!共振区阻尼明显增大,能有效抑制共振峰值,隔振区阻尼快速降低。因此,它具有良好的阻尼减振特性,阻尼比高达0!2~0!等于天然橡胶阻尼比的10倍!随着振幅的增加,金属丝隔振器的刚度特性也呈现出线性-软-硬特性的非线性特性,即随着振幅的增加,隔振器的刚度逐渐变软,从而降低了系统的固有频率,提高了隔振效果。金属丝编织的网状结构是一种密度低、重量轻的松散结构材料,具有高弹性、良好的阻尼特性。
