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深入了解阻尼:特性、分類與能量轉化

更新時間:2024-06-20 文章作者:佚名 信息來源:網絡整理 閱讀次數:

阻尼()是指任何振動系統由于外界因素或系統本身固有原因阻尼振動,在振動過程中振幅逐漸減小的特性,是這種特性的量化表現。阻尼阻礙物體的相對運動,將動能轉化為熱能或其他可耗散能量。常見的阻尼主要有三類:材料阻尼(內阻尼)、結構阻尼、流體阻尼。50C物理好資源網(原物理ok網)

1.材料阻尼(內阻尼):包括粘性阻尼和磁滯阻尼50C物理好資源網(原物理ok網)

由于顆粒間的摩擦、材料內部缺陷的變化,使機械能轉化為熱能,而這部分能量在材料內部被消耗。50C物理好資源網(原物理ok網)

應力-應變曲線上存在滯后回線,回線面積等于克服阻尼力所做的功,也是每個振動周期所耗散的能量。50C物理好資源網(原物理ok網)

粘性阻尼:在一個穩態振動周期中,耗散的能量與激勵頻率有顯著的關系。50C物理好資源網(原物理ok網)

磁滯阻尼:能量耗散與激勵頻率的關系不大,但與應變大小有明顯的關系:其大小與位移成正比,方向與速度相反。50C物理好資源網(原物理ok網)

阻尼振動50C物理好資源網(原物理ok網)

2. 結構阻尼50C物理好資源網(原物理ok網)

結構中支撐、連接或聲輻射的存在,在振動過程中都會消耗能量,通常將由于干摩擦而消耗的能量稱為庫侖阻尼阻尼振動,阻尼力模型為:50C物理好資源網(原物理ok網)

3. 流體阻尼50C物理好資源網(原物理ok網)

結構在流體中運動時所遇到的阻力,包括振動,與流體介質的密度、粘度有關,一般與速度的平方成正比。50C物理好資源網(原物理ok網)

對于低密度介質(空氣)中的低速運動,一般采用線性模型。50C物理好資源網(原物理ok網)

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4. 等效阻尼50C物理好資源網(原物理ok網)

由于其他阻尼模型相對復雜,因此通常將其視為等效于粘性阻尼來計算。50C物理好資源網(原物理ok網)

等效阻尼是通過能量等式進行參數置換,在簡諧振動穩態響應的一個周期內,粘性阻尼能量消耗πcωA2=其它阻尼能量消耗WD。50C物理好資源網(原物理ok網)

阻尼主要作用于共振區域50C物理好資源網(原物理ok網)

相應的等效粘性阻尼比50C物理好資源網(原物理ok網)

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