弹塑性隔振元件
一、引言
大多数的机械设备在进行工艺加工时，都会出现不同程度的振动。这种振动会对设备的本体和被加工件的质量等方面产生很大的影响。为了消除振动带来的不利的影响，一般需对设备采取隔振措施。
目前，机械设备所采用的隔振措施有很多种，但从隔振元件的材料变形性质的角度去分析，大致可分两种。一种是用弹性隔振元件(如弹簧)隔振；另一种是用弹塑性隔振元件(如图1)隔振。上述两种隔振元件各有所长。在考虑隔振问题以防极大的冲击载荷时，由于塑性材料可吸收高能量，因此，采用弹塑性组合元件可很有效的、经济的解决问题。 二、弹塑性隔振元件的工作原理、特点及其应用范围
弹塑性隔振元件的作用是通过元件发生弹塑性变形来吸收振动能量，从而达到减振的目的。弹塑性隔振元件同纯弹性元件比较，其优点可以从下面的应力图中看出。图2表示理想弹塑性材料的应力变形图；图3为理想弹性元件应力变形图。曲线下面的阴影部分表示隔振元件接收的能量。从图中很明显地看出，弹性元件的效率大致只为弹塑性元件的50%。如果给定允许变形Xmax，则在弹性情况下残余力Pmax值是在弹塑性状态下的两倍；当看作残余振动时，区别更加明显。在弹性状态下，振幅保持a＝±Xmax，但在弹塑性情况下，a＝±Xe是余留的位移振幅，它可用改变组合元件的设计来进一步调整。
弹塑性隔振元件的应用越来越广泛，应用范围大致有以下三个方面：
(1)直接吸收动能的单个元件。这种装置保护极大冲击载荷只发生一次，允许永久变形；这些元件主动或被动隔振的例子可从文献［1］中看到。
(2)用平行弹簧吸收振动能量和有限的周期数的相应振幅作衰减的组合元件。允许的周期数取决于采用的材料。
(3)除了减振和防护外，还可以作为隔音材料用于隔离频率通过固体传递的声音。
三、实例
根据上述的分析可知，弹塑性隔振元件较纯弹性隔振元件有很多的优点。下面以实例进行比较。例：大门入口的电梯竖井。竖井底载荷能力4MP/m2。万一钢丝绳失效，基础冲击减振可保护以免平衡重压碎底部。为了简化计算，假定：落下重0.2MP/m2，相应冲击能量ekin＝1Mp/m。
(1)弹簧钢制成的弹性冲击吸收器，因ekin＝0.5qmax．Xmax，可得下述结果：
弹簧需要的变形Xmax＝50cm，总高75cm，弹簧钢每m2为105KP。
(2)10%弹性变形的结构钢制成的弹性塑性冲击吸收器，根据ekin＝0.95qmax．Xmax，可得下述结果：
需要变形Xmax＝26.4cm，总高35cm，结构钢每m2为32KP。
从以上的结果可看出，用弹塑性隔振元件可降低元件的高度，节省材料，降低成本。
此外，选用适当的阻尼器(s1系列)，弹簧所需的变形可减至5cm，残余变形为3cm。同时，弹塑性相结合可降低基础对各种交变载荷所引起振动的灵敏度。
四、结论
通过对弹塑性隔振元件的分析，可以得出：弹塑性隔振元件具有隔振效果好、经济等方面的优点。
参考文献
1GERB Vibration-Isolation Systems.GERB Gesellschaft fr Isoliorung mbH & COKG.
大多数的机械设备在进行工艺加工时，都会出现不同程度的振动。这种振动会对设备的本体和被加工件的质量等方面产生很大的影响。为了消除振动带来的不利的影响，一般需对设备采取隔振措施。
目前，机械设备所采用的隔振措施有很多种，但从隔振元件的材料变形性质的角度去分析，大致可分两种。一种是用弹性隔振元件(如弹簧)隔振；另一种是用弹塑性隔振元件(如图1)隔振。上述两种隔振元件各有所长。在考虑隔振问题以防极大的冲击载荷时，由于塑性材料可吸收高能量，因此，采用弹塑性组合元件可很有效的、经济的解决问题。 二、弹塑性隔振元件的工作原理、特点及其应用范围
弹塑性隔振元件的作用是通过元件发生弹塑性变形来吸收振动能量，从而达到减振的目的。弹塑性隔振元件同纯弹性元件比较，其优点可以从下面的应力图中看出。图2表示理想弹塑性材料的应力变形图；图3为理想弹性元件应力变形图。曲线下面的阴影部分表示隔振元件接收的能量。从图中很明显地看出，弹性元件的效率大致只为弹塑性元件的50%。如果给定允许变形Xmax，则在弹性情况下残余力Pmax值是在弹塑性状态下的两倍；当看作残余振动时，区别更加明显。在弹性状态下，振幅保持a＝±Xmax，但在弹塑性情况下，a＝±Xe是余留的位移振幅，它可用改变组合元件的设计来进一步调整。
图2理想弹塑性材料的应力变形图 图3理想弹性材料的应力变形图
弹塑性隔振元件的应用越来越广泛，应用范围大致有以下三个方面：
(1)直接吸收动能的单个元件。这种装置保护极大冲击载荷只发生一次，允许永久变形；这些元件主动或被动隔振的例子可从文献［1］中看到。
(2)用平行弹簧吸收振动能量和有限的周期数的相应振幅作衰减的组合元件。允许的周期数取决于采用的材料。
(3)除了减振和防护外，还可以作为隔音材料用于隔离频率通过固体传递的声音。
三、实例
根据上述的分析可知，弹塑性隔振元件较纯弹性隔振元件有很多的优点。下面以实例进行比较。例：大门入口的电梯竖井。竖井底载荷能力4MP/m2。万一钢丝绳失效，基础冲击减振可保护以免平衡重压碎底部。为了简化计算，假定：落下重0.2MP/m2，相应冲击能量ekin＝1Mp/m。
(1)弹簧钢制成的弹性冲击吸收器，因ekin＝0.5qmax．Xmax，可得下述结果：
弹簧需要的变形Xmax＝50cm，总高75cm，弹簧钢每m2为105KP。
(2)10%弹性变形的结构钢制成的弹性塑性冲击吸收器，根据ekin＝0.95qmax．Xmax，可得下述结果：
需要变形Xmax＝26.4cm，总高35cm，结构钢每m2为32KP。
从以上的结果可看出，用弹塑性隔振元件可降低元件的高度，节省材料，降低成本。
此外，选用适当的阻尼器(s1系列)，弹簧所需的变形可减至5cm，残余变形为3cm。同时，弹塑性相结合可降低基础对各种交变载荷所引起振动的灵敏度。
四、结论
通过对弹塑性隔振元件的分析，可以得出：弹塑性隔振元件具有隔振效果好、经济等方面的优点。
参考文献
1GERB Vibration-Isolation Systems.GERB Gesellschaft fr Isoliorung mbH & COKG.
声明：本网站所收集的部分公开资料来源于互联网，转载的目的在于传递更多信息及用于网络分享，并不代表本站赞同其观点和对其真实性负责，也不构成任何其他建议。本站部分作品是由网友自主投稿和发布、编辑整理上传，对此类作品本站仅提供交流平台，不为其版权负责。如果您发现网站上所用视频、图片、文字如涉及作品版权问题，请第一时间告知，我们将根据您提供的证明材料确认版权并按国家标准支付稿酬或立即删除内容，以保证您的权益！联系电话：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn。
网友评论
匿名:
最新反馈
- 暂无反馈
无须注册，轻松沟通
