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噪声振动控制技术 - 阻尼测试与应用
发布日期：2023-11-11 分类：技术案例浏览：245来源：珠海欧森斯传感技术有限公司
阻尼的定义
阻尼 (Damping) 是指任何振动系统在振动中，由于外界作用（如流体阻力、摩擦力等）和或系统本身固有的原因引起的振动幅度逐渐下降的特性，以及此一特性的量化表征。
在实际振动中，由于摩擦力总是存在的，所以振动系统***初所获得的能量，在振动过程中因阻力不断对系统做负功，使得系统的能量不断减少，振动的强度逐渐减弱，振幅也就越来越小，以至于***后停止振动，像这样的因系统，力学能由于摩擦及转化成内能逐渐减少，振幅随时间而减弱振动，称为阻尼振动。
当阻尼较强时，阻尼振子几乎没有振动，振幅逐渐减小，达到稳定平衡，称为过阻尼。
当阻尼较弱时，阻尼振子必须缓慢的经由多次振动逐渐把振幅减小，***后回到平衡位置，因此达成稳定平衡的时间较久，称为欠阻尼。
另一种情形是阻尼振子以***平稳的速度，***短的时间达到稳定平衡，称为临界阻尼。
通俗地讲，就是阻止物体继续运动。当物体受到外力作用而振动时，会产生一种使外力衰减的反力，称为阻尼力（或减振力），它和作用力的比被称为阻尼系数。
通常阻尼力的方向总是和运动速度方向相反。因此，材料的阻尼系数越大，意味着其减振效果或阻尼效果越好。但是并不是阻尼越大越好，阻尼大到一定程度时两个物体之间变成了刚性连接，阻尼一般和弹簧一起使用，阻尼过大，将起不到缓冲的效果。
阻尼的作用与基本方法
1. 阻尼的具体作用
阻尼有助于减小机械结构的共振振幅，从而避免结构因动应力达到极限造成结构破坏。
阻尼有助于机械系统受到瞬时冲击后，很快恢复到稳定状态。
阻尼有助于减少因机械振动产生的声辐射，降低机械性噪声。
可以提高各类机床、仪器等的加工精度、测量精度和工作精度。
阻尼有助于降低结构传递振动的能力。
2. 阻尼的基本方法
系统阻尼：在系统中设置专用阻尼减振器，如减振弹簧、冲击阻尼器等。
结构阻尼：在系统的某一振动结构上附加材料或形成附加结构，增加系统自身的阻尼能力，这类方法包括接合面、 库伦摩擦阻尼、 泵动阻尼和复合结构阻尼。
材料阻尼：依靠材料本身所具有的高阻尼特性达到减振降噪的目的。它包括粘弹性材料阻尼、阻尼合金和复合材料阻尼。
阻尼测试相关标准
评价阻尼材料阻尼性能好坏的***常用的参数是复合损耗因子，各行业一般用悬臂梁弯曲共振法。
ISO - 6721 塑料 动态机械性能的测定
ASTM - E756 测量材料减振动特性的标准试验方法
SAE - J1637 支撑钢棒上材料的组合振动阻尼特性的实验室测量
GB/T - 16406 声学 声学材料阻尼性能的弯曲共振测试方法
GB/T - 18258 阻尼材料 阻尼性能测试方法
测试系统的仪器由激励和检测两部份组成，由信号发生器产生一个激励信号，通过非接触式激振器对试样施加激振力，由检测传感器检测试样的振动响应信号。保持激振幅值恒定，连续改变频率，测出试样的共振曲线。根据所测共振频率和半功率带宽，就可以计算得出复合样条的复合损耗因子，如图所示。若测试过程在温控箱中完成，则可确定温度对材料阻尼特性的影响。
测试方法
1. 按照激励和阻尼辨别方法的不同分
锤击脉冲激励－频域测试阻尼
压电陶瓷宽带随机激励－频域测试阻尼
振动台扫频激励－频域测试阻尼
振动台定频共振激励－时域测试阻尼
2. 结果比较分析
重复性：振动台扫频激励***，人为因素小。锤击法重复性差。
精度：振动台扫频激励***。
频率范围：压电陶瓷可用于高频阻尼测试，振动台***可测2400Hz范围内的阻尼。
效率：锤击法***为方便、快捷，硬件成本也低；压电陶瓷和振动台测试阻尼的硬件成本则相当巨大，测试效率也较低。然而，振动台激励可以准确控制激振力幅和信号类型，易于准确测试和评价某些涂有阻尼减振材料的薄板结构的阻尼特性。
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