隔振 理论

隔振原理

隔振器之所以能够起到隔振作用，是以弹性支撑代替振源与地基之间的刚性连接，从而在一定频率范围内降低了从振动源传递到地基的激振力。

振动设备通过隔振器与刚性地基连接，可简化为如图1所示的受迫振动系统。

图1 设备受迫振动模型

由于设备的周期性转动而产生周期性的外力激发系统振动，其运动微分方程为

（1）

隔振器的效果一般用振动传递率T来量化。

当质量M受迫振动时，通过隔振器传递到基础的作用力与迫使质量M振动的驱动力的比值称为传递率T。

传递率T是表征隔振器隔振效果的物理量，T越小，则隔振效果越好。对于单自由度振动，且振动驱动力为简谐力，则得

   （2）

f：驱动力的频率；

fn：系统固有频率。

由图2可知，当f/fn＞1.414时，T＜1，隔振器起到隔振作用。传递率随频率比的增加而降低。

当f/fn＜1.414时，T＞1，隔振器处在共振区域，隔振器会增大被隔振体的振幅。

当f/fn＞1.414时，传递率随阻尼的增大而增大；当f/fn＜1.414，传递率随着阻尼的增大而减小。

但在实际中，基础的非刚性、被隔振物体的非刚性以及隔振器的质量分布都会降低高频的隔振性能，导致高频传递率比理想隔振器的传递率大，并出现周期性峰值。

 图2 传递率与频率比的关系  
 

考虑隔振器质量后的隔振模型如下图所示，此时隔振器具有连续分布质量、弹性和阻尼，其传递率曲线如图3所示。

当隔振器长度与隔振器中传播的1/2波长的整数倍具有可比性，即激振频率大于一定数值时，振动以弹性波的形式在其中传播，从而降低隔振器的隔振性能，这种被称为内部共振或驻波效应。此时，隔振器不再符合无质量假设，而应视为分布质量系统。由图7的传递率曲线可见，内共振显著增大高频的传递率，并使得传递率出现周期性峰值。

图3 隔振模型及传递率曲线

隔振效果还可以用隔振率来表示，隔振率定义为：E=（1-T）×100%

隔振率比传递率更为直接，因而在实际隔振设计中通常都采用隔振率描述隔振效果。

本文摘自弗莱瑞博公 众 号