阻尼技术与工程应用

《阻尼技术与工程应用》全面地论述了阻尼产生机理、阻尼分类、阻尼材料、阻尼结构、阻尼测量方法、阻尼设计及其工程上的典型应用，主要内容包括阻尼与振动，阻尼材料，阻尼结构，材料与结构阻尼性能的测量方法，阻尼设计，阻尼技术在汽车、船舶、轨道交通、桥梁、抗震建筑、破碎机械、清洗机、洗衣机、阻尼钢板等领域的典型应用。阻尼理论与工程应用结合紧密，具有较强的实用性。

本书可供从事阻尼材料研究、生产的技术人员或从事减振降噪工程的研究设计人员使用，也可作为有关专业的研究人员及高等院校师生教学、科研工作参考书。

第一章阻尼与振动1

1.1阻尼1

1.1.1黏弹性阻尼2

1.1.2结构阻尼4

1.1.3流体阻尼5

1.1.4其他阻尼6

1.2振动8

1.2.1单自由度系统振动10

1.2.2多自由度系统振动21

1.3阻尼减振36

参考文献39

第二章阻尼材料41

2.1阻尼材料的性能指标41

2.1.1损耗因子β41

2.1.2损耗因子β与阻尼比ξ45

2.2黏弹性阻尼材料46

2.2.1黏弹性阻尼材料的机理46

2.2.2影响黏弹性阻尼材料性能的外界因素48

2.2.3高阻尼黏弹性材料的改性方法53

2.2.4常见的黏弹性阻尼材料56

2.3高阻尼合金61

2.3.1位错型63

2.3.2孪晶型64

2.3.3铁磁型65

2.3.4超塑性型66

2.3.5复相型66

2.3.6形状记忆合金高阻尼材料67

2.3.7泡沫金属基阻尼材料68

2.4智能型阻尼材料69

2.4.1压电阻尼材料69

2.4.2电/磁流变体阻尼材料71

2.5黏滞流体阻尼材料72

2.6国内外部分阻尼材料主要性能及应用介绍74

参考文献78

第三章阻尼结构83

3.1自由阻尼结构83

3.1.1自由组合梁84

3.1.2自由组合板85

3.2约束阻尼结构89

3.2.1约束组合梁90

3.2.2损耗因子影响规律92

3.3阻尼吸振器98

3.3.1流体阻尼吸振器98

3.3.2阻尼动力吸振器100

3.3.3冲击阻尼吸振器102

3.4阻尼隔振器105

3.4.1阻尼弹簧隔振器107

3.4.2黏弹性材料隔振器111

3.4.3空气弹簧隔振器112

3.4.4干摩擦阻尼隔振器113

参考文献117

第四章材料与结构阻尼性能的测量方法119

4.1半功率带宽法120

4.1.1基本原理120

4.1.2悬臂梁共振曲线法测定阻尼材料的性能121

4.1.3自由梁法测试材料阻尼性能139

4.2自由振动法140

4.2.1原理140

4.2.2示例——自由振动法测量振动幅值衰减速率142

4.3导纳法143

4.4钢轨振动衰减率的测试方法146

4.4.1振动衰减率与钢轨声辐射的关系147

4.4.2钢轨振动衰减率148

4.4.3钢轨振动衰减率的测量方法150

参考文献152

第五章阻尼设计155

5.1设计原则155

5.1.1力学模型简化155

5.1.2参数等效原则157

5.1.3阻尼设计步骤158

5.2隔振器的阻尼设计160

5.2.1弹簧隔振器161

5.2.2橡胶隔振器162

5.2.3空气弹簧隔振器167

5.2.4金属钢丝隔振器169

5.3阻尼吸振器设计173

5.3.1阻尼动力吸振器173

5.3.2冲击阻尼吸振器174

5.4附加阻尼结构设计180

5.4.1附加阻尼结构的选择180

5.4.2阻尼材料性能的合理选择181

5.4.3阻尼处理位置的优化182

5.4.4附加阻尼结构设计步骤183

参考文献185

第六章阻尼技术的工程应用187

6.1汽车上的应用案例188

6.1.1大型客车的减振降噪189

6.1.2小轿车的减振降噪191

6.1.3工程车驾驶室的减振降噪194

6.1.4某型小轿车粘贴阻尼材料前后振动、噪声情况197

6.2船舶上的应用案例199

6.2.1某型扫雷艇的振动控制200

6.2.2某型船舶阻尼降噪控制202

6.3轨道交通上的应用案例206

6.3.1轨道用橡胶减振垫207

6.3.2橡胶弹簧隔振器216

6.3.3钢轨吸振器218

6.3.4钢轨附加阻尼器221

6.4桥梁上的应用案例226

6.4.1阻尼材料在钢性梁大桥上的应用226

6.4.2阻尼材料在斜拉索大桥上的应用230

6.4.3阻尼材料在悬索桥上的应用236

6.4.4阻尼材料在铁路钢桥上的应用241

6.5抗震建筑中的应用案例243

6.5.1地震对建筑物的影响243

6.5.2抗震建筑的特点244

6.5.3典型的地震加速度波形245

6.5.4叠层橡胶支座基础隔震原理247

6.5.5叠层橡胶支座的一般力学性能248

6.5.6叠层支座的竖向刚度及极限压剪试验252

6.5.7建筑隔震橡胶支座使用寿命的预测253

6.5.8常用建筑隔震橡胶支座技术参数及外形256

6.6破碎机械中的应用案例257

6.6.1阻尼材料在球磨机上的降噪应用257

6.6.2阻尼材料在鼓轮式矿石粉碎机上的降噪应用264

6.7其他265

6.7.1超声波清洗机的应用案例265

6.7.2洗衣机的应用案例266

6.7.3阻尼钢板的应用案例269

6.7.4印制电路板阻尼处理的优化设计案例272

6.7.5黏弹性橡胶阻尼隔振器应用案例275

参考文献283 2100433B

阻尼技术是噪声与振动控制工程学科的一个重要技术手段，任何一个振动系统都离不开阻尼。例如，隔振设计中共振频率点的抑振、精密仪器面板中的抑幅、抗震结构中的消能，材料选择和结构设计直接关系整个系统的稳定和安全，由此可见阻尼技术在振动系统中起着至关重要的作用。20世纪50年代，无锡船用减震器厂作为国内唯一专业的隔振器制造企业，1981年在国内十几位工程力学和振动控制专家的强烈建议下，率先引进了先进的沥青等阻尼材料制造技术，开创了国内阻尼技术发展的先河，也见证了数十年来我国阻尼技术的发展历程。

《阻尼技术与工程应用》共分为6章。

第1章讲述了阻尼的基本概念及其原理，重点介绍了阻尼技术的发展与分类，引出了阻尼应用中涉及的主要参量，点出了运用阻尼抑制振动的几种方法，是对阻尼、振动的理解经验总结。

第2章重点讨论了阻尼材料的主要性能指标，详细说明了几类典型阻尼材料的耗能原理及其研究应用现状，经典内容是提供了国内外常用的一些阻尼材料的性能指标和适用范围。

第3章从工程应用角度阐述了振动控制中常用阻尼结构的原理和构型，探讨了自由阻尼、约束阻尼、吸振器、隔振器的特点和适用范围，对自由阻尼结构和约束阻尼结构进行了颇为详尽的论述。

第4章根据我们多年的测试经验，介绍了半功率法、自由振动法、导纳法等几种实用的阻尼性能测量方法，重点讨论了半功率法的原理、测量标准、测试步骤和数据处理方法，并给出了部分试验案例及注意事项。最后还介绍了轨道结构阻尼特点的最新测量方法。

第5章总结了阻尼结构的基本模型、参数等效原则和一般设计步骤，详细讨论了减振器、吸振器、自由阻尼层、约束阻尼层的具体设计方法，并给出了材料选择和位置优化等关键问题。

第6章收录了目前国内外阻尼技术在工程应用中颇具代表性的30多个典型实例，包括解决方案及实施效果，涉及车辆、船舶、轨道交通、桥梁、建筑、机械等多个领域，给读者提供了使用阻尼技术解决工程实际问题的启发。

由于阻尼技术涉及建筑、材料、结构、振动与噪声控制等多个学科，为了尽量满足不同专业和基础的技术人员的需求，同时增加阅读兴趣、降低理解难度，本书除了循序渐进地介绍理论体系外，还引用了大量的实际实例。这是本书的一大特点。

本书系统地阐述了黏滞阻尼技术在结构设计中的基本理论、分析方法和设计方法，以及在建筑工程中的应用。内容包括消能减震技术发展的背景；黏滞阻尼的构造、性能、力学模型与软件模拟；黏滞阻尼减震结构分析理论与方法；黏滞阻尼伸臂结构设计；黏滞阻尼墙结构设计；黏滞阻尼器在监筑工程中的应用，包括同济设计院7个案例和日建设汁3个案例。

第1章 绪论

1．1 中国城市化发展面临的抗震减灾任务

1．1．1 地震区域分布广

1．1．2 地震震害严重

1．1．3 城市化进程与抗震防灾工作密切相关

1．2 消能减震技术概述

1．2．1 消能减震装置分类

1．2．2 消能减震技术设计标准

1．3 黏滞阻尼器发展

1．3．1 杆式黏滞阻尼器

1．3．2 黏滞阻尼墙

1．4 黏滞阻尼技术研究现状

1．4．1 黏滞阻尼结构试验研究

1．4．2 黏滞阻尼结构设计研究

1．5 工程案例

1．5．1 中国大陆地区和台湾地区

1．5．2 日本

1．5．3 其他国家

1．5．4 小结

第2章 黏滞阻尼器构造、性能与力学模型

2．1 黏滞阻尼器分类与构造

2．1．1 黏滞阻尼器分类

2．1．2 黏滞阻尼器构造

2．2 黏滞流体材料特性

2．2．1 弹性胶泥

2．2．2 液压油

2．2．3 硅基胶

2．2．4 有机硅油

2．3 黏滞阻尼器性能

2．3．1 杆式黏滞阻尼器

2．3．2 黏滞阻尼墙

2．4 黏滞阻尼器力学模型

2．4．1 杆式黏滞阻尼器

2．4．2 黏滞阻尼墙

2．5 软件模拟

2．5．1 杆式黏滞阻尼器

2．5．2 黏滞阻尼墙

第3章 黏滞阻尼减震结构分析方法

3．1 分析方法

3．1．1 动力时程分析法

3．1．2 能量分析法

3．2 附加阻尼比计算方法

3．2．1 规范提供的计算方法

3．2．2 能量曲线对比法

3．2．3 结构响应对比法

3．2．4 应用举例

3．3 时程波选取原则

3．3．1 中国规范

3．3．2 日本规范

第4章 黏滞阻尼伸臂结构设计

4．1 引言

4．2 黏滞阻尼伸臂减震机理

4．2．1 工作原理

4．2．2 变形分解

4．2．3 减震机理

4．3 黏滞阻尼伸臂参数研究

4．3．1 阻尼指数

4．3．2 阻尼系数

4．3．3 伸臂桁架刚度

4．4 黏滞阻尼伸臂布置研究

4．4．1 布置位置

4．4．2 布置数量

4．5 结构高宽比影响研究

4．5．1 结构整体高宽比

4．5．2 核心筒高宽比

4．6 抗震设防烈度影响研究

4．7 黏滞阻尼伸臂结构设计方法

第5章 黏滞阻尼墙结构设计

5．1 引言

5．2 黏滞阻尼墙减震机理

5．2．1 工作机理

5．2．2 黏滞阻尼墙变形分析

5．2．3 减震机理

5．3 黏滞阻尼墙参数研究

5．3．1 阻尼指数

5．3．2 阻尼系数

5．4 黏滞阻尼墙布置研究

5．4．1 平面布置

5．4．2 竖向布置

5．5 黏滞阻尼墙连接梁段长度影响研究

5．6 抗震设防烈度影响研究

5．7 黏滞阻尼墙结构设计方法

第6章 黏滞阻尼器在建筑工程中的应用

6．1 同济大学建筑设计研究院（集团）有限公司工程案例

6．1．1 晋中汇通大厦

6．1．2 厦门某超高层住宅

6．1．3 天水展贸大厦

6．1．4 上海某银行办公楼

6．1．5 同济教学科研综合楼

6．1．6 同济设计院办公楼

6．1．7 上海2010年世博会主题馆

6．2 日建设计工程案例

6．2．1 读卖新闻报社东京总部大楼

6．2．2 名古屋丰田每日大厦

6．2．3 名古屋MODE学院

附表A 黏滞阻尼器建筑工程案例汇总

A．1 中国大陆地区

A．2 中国台湾地区

A．3 日本

A．4 其他国家

参考文献

电流表、电压表的指针最好处于临界阻尼状态，有时处于欠阻尼状态。2100433B