關于振動

關于振動

   隨著科技的發展，工業、科研制造研究領域的精度越來越高，原來被大家忽略不計的振動，也越來越受到大家的關注。振動會對人們的日常工作帶來什么影響呢？振動會影響儀器設備功能，降低機械設備的工作精度，加劇構件磨損，甚至引起結構疲勞破壞……

   說到「振動」一詞大家可能會想到地震時或者坐車時候的那種「搖晃」的感覺。實際上我們的日常生活中也有好多我們感覺不到或者用肉眼看不到的微小的振動。這些微小振動可能會對我們的日常生活沒什么影響，但在一些高端的技術領域，有個一微米（μm）的微小振動也可能會造成很嚴重的后果。

●什么是隔振

   振動系統包括三部分：振動源，振動傳播路徑及振動接收結構。

   Vibration isolatio 又稱振動隔離，簡稱“隔振”。在振動源和待隔振系統之間的振動傳輸通道上加裝彈性元件，用以減少振動從振動源傳輸到待隔振系統的能量。振動隔離通常采用隔振器（具有力勁和阻尼的彈性元件），它可以在寬的頻率范圍內控制振動，適用于簡諧的、周期的、寬帶的隨機振動等情況。隔振在土木、航空航天、精密制造與加工等領域廣泛地使用隔振技術。

   隔振大致分為被動隔振、主動隔振和主/ 被動混合隔振三類。

   被動隔振是在振動傳播途徑中加入被動元件，如彈簧，橡膠，空氣彈簧等，以減小傳遞到接收結構的振動強度。結構簡單、易于實現、工作可靠、不額外消耗外界能源是被動隔振的突出優點。鑒于此，被動隔振在工程中得到了廣泛的應用。

   主動隔振[1] 是在被動隔振的基礎上，并聯能產生滿足一定要求的作動器，或者用作動器代替被動隔振裝置的部分或全部元件，通過適當控制作動器的運動，達到減振的目的。它特別適用于超低頻隔振和高精度隔振。主動隔振按形式可分為完全主動隔振和主動/ 被動混合隔振。由于完全的主動隔振結構較復雜、需消耗大量的能源，因而限制了它的應用，混合隔振綜合了主被動隔振的優點。

●為什么要隔振

   比較理想的狀態是將精密儀器設備遠離各種振源，避免受到振動的影響。現在隨著經濟的發展，交通等方面的快速發展，容易遇到地鐵、車輛、加工機等各種振源對測試儀器造成振動影響，因此我們必須采取措施，將這些振動的影響更大幅度的消除，保障科研生產順利進行。

●隔振的基本原理

   就是在振源和設備或其他物體之間用彈性或阻尼裝置連接，使振源產生的大部分能量由隔振裝置吸收，以減小振源對設備的干擾。

   分類：主動隔振（積極隔振）與 被動隔振（消極隔振），如下圖所示：

其中： m —機器的質量k—彈性裝置的剛度c（或h/ω）—彈性裝置的阻尼

當機器的振幅為0 X 時，它傳遞到底座上的力有兩部分：一部分通過彈簧傳遞到基礎上，即彈簧力 0 ； kX另一部分是由阻尼器傳到地基上的力，即阻尼力0 cωX （或 0 hX ）。機器的受力分析和力矢量的關系T F 是上述兩力的矢量和。

將上式畫成力傳遞曲線，如下圖所示，從圖中可以看出：

如圖所示，傳遞到地基上的力幅

（1）當ω << 1時，S ≈ 1，當系統的固有頻率遠大于激勵頻率時，隔振效果幾乎沒有；

（2）當ω < 2時，S > 1，不但沒有什么隔振效果，反而會將原來的振動放大；

（3）當ω = 1時，系統還要產生較大的共振振幅；

（4）當ω > 2時，S < 1，振動隔離才有可能。

振動量的單位：

   位移、速度、加速度

正弦振動的位移振幅：x；max位移振幅：D；初期位相：φ0；頻率：f；角頻率：ω(=2πf )

速度振幅：υ；加速度振幅：α；max速度振幅：V；max加速度振幅：A

振幅比與振動dB 值的關系

隔振系統的構成

通常隔振系統有以下組成部分（如圖①）

1． 放置應用裝置的平臺

2、 三個以上的彈簧、阻尼器、制動器、傳感器等

3、 基礎框架（通常有水平調節器和輪腳等，在圖①中沒有顯示），它支撐著“應用裝置”并且使“應用裝置”上的振動處于地面振動頻段中較低頻段而高于某一特定頻率數值。

環境振動標準　ISO,IEST(VC-A ～ G)

(1) 以1/3 倍頻譜來規定的振動值。

　　 VC-A.B 是帶寬 8 ～ 80Hz、

　   VC-C ～ G 是帶寬 1 ～ 80Hz

　　 dB 值的標準速度為 1μinch/sec 。

　　 規定速度是平均速度的有效值(rms) 。

(2) 對象尺寸意味著精密電子制造業之線寬、醫學和藥學研究之粒子( 或細胞) 等的尺寸。

(3) 于2005 年的改訂，加VC-F、VC-G。

[ 注意]

本規格只是參考建議指南，

必須按照每個儀器的特性或使用目的來個別考慮!!

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