当前位置首页 > 教育资讯

深入了解阻尼:特性、分类与能量转化

更新时间:2024-06-20 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

阻尼()是指任何振动系统由于外界因素或系统本身固有原因阻尼振动,在振动过程中振幅逐渐减小的特性,是这种特性的量化表现。阻尼阻碍物体的相对运动,将动能转化为热能或其他可耗散能量。常见的阻尼主要有三类:材料阻尼(内阻尼)、结构阻尼、流体阻尼。5hn物理好资源网(原物理ok网)

1.材料阻尼(内阻尼):包括粘性阻尼和磁滞阻尼5hn物理好资源网(原物理ok网)

由于颗粒间的摩擦、材料内部缺陷的变化,使机械能转化为热能,而这部分能量在材料内部被消耗。5hn物理好资源网(原物理ok网)

应力-应变曲线上存在滞后回线,回线面积等于克服阻尼力所做的功,也是每个振动周期所耗散的能量。5hn物理好资源网(原物理ok网)

粘性阻尼:在一个稳态振动周期中,耗散的能量与激励频率有显著的关系。5hn物理好资源网(原物理ok网)

磁滞阻尼:能量耗散与激励频率的关系不大,但与应变大小有明显的关系:其大小与位移成正比,方向与速度相反。5hn物理好资源网(原物理ok网)

阻尼振动5hn物理好资源网(原物理ok网)

2. 结构阻尼5hn物理好资源网(原物理ok网)

结构中支撑、连接或声辐射的存在,在振动过程中都会消耗能量,通常将由于干摩擦而消耗的能量称为库仑阻尼阻尼振动,阻尼力模型为:5hn物理好资源网(原物理ok网)

3. 流体阻尼5hn物理好资源网(原物理ok网)

结构在流体中运动时所遇到的阻力,包括振动,与流体介质的密度、粘度有关,一般与速度的平方成正比。5hn物理好资源网(原物理ok网)

对于低密度介质(空气)中的低速运动,一般采用线性模型。5hn物理好资源网(原物理ok网)

阻尼振动5hn物理好资源网(原物理ok网)

4. 等效阻尼5hn物理好资源网(原物理ok网)

由于其他阻尼模型相对复杂,因此通常将其视为等效于粘性阻尼来计算。5hn物理好资源网(原物理ok网)

等效阻尼是通过能量等式进行参数置换,在简谐振动稳态响应的一个周期内,粘性阻尼能量消耗πcωA²=其它阻尼能量消耗WD。5hn物理好资源网(原物理ok网)

阻尼主要作用于共振区域5hn物理好资源网(原物理ok网)

相应的等效粘性阻尼比5hn物理好资源网(原物理ok网)

发表评论

统计代码放这里