比阻尼容量

阻尼一般可以分為3 類：系統(tǒng)阻尼、結(jié)構(gòu)阻尼以及材料阻尼。系統(tǒng)阻尼是在系統(tǒng)中設(shè)置專用阻尼減振器，如減振彈簧、沖擊阻尼器等。結(jié)構(gòu)阻尼是在系統(tǒng)的某一振動結(jié)構(gòu)上附加材料或形成附加結(jié)構(gòu)，增加自身的阻尼能力。材料阻尼是材料本身所具有的阻尼特性，它代表了依靠材料本身的阻尼特性消耗機械振動能的能力。與其它兩種阻尼相比，材料阻尼是最基本的阻尼形式 ，存在于各種材料之中。 探究材料內(nèi)部的微觀機理，尋求具有高阻尼的材料；在阻尼材料也有著大量的研究，比如像金屬橡膠這樣的各向異性材料、熱熔型阻尼材料、粘滯阻尼材料、各種復合阻尼材料等?？偟膩碚f阻尼材料分為粘彈性阻尼材料、高阻尼合金以及復合阻尼材料三種，這些阻尼材料在很多領(lǐng)域都發(fā)揮著重要作用。研究材料的阻尼行為，開發(fā)具有較高阻尼性能的結(jié)構(gòu)材料，對于解決由振動造成的問題具有十分重要的意義。對結(jié)構(gòu)件的材料阻尼特性進行定量的測量及計算，能夠為機械設(shè)備的結(jié)構(gòu)設(shè)計和生產(chǎn)提供十分重要的參考依據(jù)，因此材料阻尼特性測量是減振降噪技術(shù)中重要的一個環(huán)節(jié)。

最常用的材料阻尼測試方法，是參照國標《GBT18258-2000 阻尼材料 阻尼性能測試方法》等阻尼測試標準，將被測材料制作成標準試樣，通過激振器等激勵手段，激發(fā)試樣的阻尼振動，獲得其共振響應(yīng)信號，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理計算出材料阻尼比。材料阻尼測試問題可以歸結(jié)為系統(tǒng)辨識問題，包括系統(tǒng)、激勵和響應(yīng)三個部分。在材料阻尼測試的問題中，系統(tǒng)即是材料阻尼試樣本身，它的阻尼特性參數(shù)就是需要識別的系統(tǒng)參數(shù)。系統(tǒng)的激勵信號由我們給定，通常是瞬態(tài)的沖擊信號、或者持續(xù)激勵的掃頻信號，激勵信號可以通過信號采集直接獲得。系統(tǒng)的響應(yīng)信號就是材料阻尼試樣在被激勵之后的振動信號，需要使用儀器進行數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)處理 。

阻尼比是無單位量綱，在土動力學 中為材料阻尼的 一種量度，表示了結(jié)構(gòu)在受激振后振動的衰減形式。可分為等于1，等于0, 大于1，0~1之間4種，阻尼比=0即不考慮阻尼系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)常見的阻尼比都在0~1之間。阻尼比用于表達結(jié)構(gòu)阻尼的大小，是結(jié)構(gòu)的動力特性之一，是描述結(jié)構(gòu)在振動過程中某種能量耗散的術(shù)語，引起結(jié)構(gòu)能量耗散的因素（或稱之為影響結(jié)構(gòu)阻尼比的因素）很多，主要有（1）材料阻尼、這是能量耗散的主要原因（2）周圍介質(zhì)對振動的阻尼。（3）節(jié)點、支座聯(lián)接處的阻尼（4）通過支座基礎(chǔ)散失一部分能量。（5）結(jié)構(gòu)的工藝性對振動的阻尼。2100433B

阻尼是材料的三大功能特性（超塑性、阻尼特性和形狀記憶特性）之一，它能夠?qū)⒉牧系臋C械振動能量通過內(nèi)部機制不可逆地轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌问降哪芰?，因為機械振動能的耗散是通過內(nèi)部機制來完成的，所以材料的這種性質(zhì)也稱為內(nèi)耗或超聲衰減 。比阻尼容量是指材料在一個振動循環(huán)中吸收的能量與最大位移的勢能之比，主要用來描述材料阻尼的大小。對于鋼筋混凝土受迫振動條件下的材料阻尼值，研究者們做了一些研究工作，其中文捷以鋼筋混凝土材料在受迫振動條件下彈性階段的材料阻尼值作為研究對象，根據(jù)阻尼為損耗能量總和的特點，以損耗因子，又稱比阻尼容量，即損耗能量與總應(yīng)變能的比值，作為表征材料阻尼值的參數(shù)。比阻尼容量計算以以阻尼比ζ為準，它們之間可以相互換算。

阻尼就是使自由振動衰減的各種摩擦和其他阻礙作用。阻尼比在土木、機械、航天等領(lǐng)域是結(jié)構(gòu)動力學的一個重要概念，指阻尼系數(shù)與臨界阻尼系數(shù)之比，表達結(jié)構(gòu)體標準化的阻尼大小。阻尼比是無單位量綱，表示了結(jié)構(gòu)在受激振后振動的衰減形式?？煞譃榈扔?，等于0,大于1，0~1之間4種，阻尼比=0即不考慮阻尼系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)常見的阻尼比都在0~1之間 .

主要針對土木、機械、航天等領(lǐng)域的阻尼比定義來講解。阻尼比用于表達結(jié)構(gòu)阻尼的大小，是結(jié)構(gòu)的動力特性之一，是描述結(jié)構(gòu)在振動過程中某種能量耗散的術(shù)語，引起結(jié)構(gòu)能量耗散的因素（或稱之為影響結(jié)構(gòu)阻尼比的因素）很多，主要有：（1）材料阻尼、這是能量耗散的主要原因；（2）周圍介質(zhì)對振動的阻尼；（3）節(jié)點、支座聯(lián)接處的阻尼；（4）通過支座基礎(chǔ)散失一部分能量 。

對結(jié)構(gòu)基本處于彈性狀態(tài)的的情況，各國都根據(jù)本國的實測數(shù)據(jù)并參考別國的資料，按結(jié)構(gòu)類型和材料分類給出了供一般分析采用的所謂典型阻尼比的值。綜合各國情況，鋼結(jié)構(gòu)的阻尼比一般在0.01－0.02之間（單層鋼結(jié)構(gòu)廠房可取0.05），鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的阻尼比一般在0.03－0.08之間，對于鋼-混凝土結(jié)構(gòu)則根據(jù)鋼和混凝土對結(jié)構(gòu)整體剛度的貢獻率取為0.025－0.035 。

以上的典型阻尼比的值即為結(jié)構(gòu)動力學在等效秥滯模態(tài)阻尼中，采用的阻尼比的值。該阻尼比即為各階振型的阻尼比的值。另外，對于一些常見的材料的損耗因子（對于材料，常稱之為損耗因子，一般可以通過特定關(guān)系轉(zhuǎn)換為阻尼比），可以參考如下數(shù)值：鋼、鐵：1E-4~6E-4，鋁：1E-4；銅：2E-3；粘彈性材料：0.2~5；軟木塞：0.13~0.17；混凝土：0.015~0.05，等等 。

主要針對土木、機械、航天等領(lǐng)域的阻尼比定義來講解。阻尼比用于表達結(jié)構(gòu)阻尼的大小，是結(jié)構(gòu)的動力特性之一，是描述結(jié)構(gòu)在振動過程中某種能量耗散的術(shù)語，引起結(jié)構(gòu)能量耗散的因素（或稱之為影響結(jié)構(gòu)阻尼比的因素）很多，主要有（1）材料阻尼、這是能量耗散的主要原因。（2）周圍介質(zhì)對振動的阻尼。 （3）節(jié)點、支座聯(lián)接處的阻尼（4）通過支座基礎(chǔ)散失一部分能量。（5）結(jié)構(gòu)的工藝性對振動的阻尼。

系統(tǒng)阻尼比，系統(tǒng)阻尼系數(shù)與臨界阻尼系數(shù)之比。是描述二階系統(tǒng)動態(tài)特性的指標之一。按其取值，可將系統(tǒng)狀態(tài)劃分為發(fā)散狀態(tài)、欠阻尼減幅振蕩狀態(tài)、臨界阻尼狀態(tài)、過阻尼狀態(tài)及無阻尼等幅振蕩狀態(tài)。