阻尼器，是以提供運(yùn)動(dòng)的阻力，耗減運(yùn)動(dòng)能量的裝置。在航天、航空、軍工、槍炮、汽車(chē)等行業(yè)中早已應(yīng)用各種各樣的阻尼器（或減震器）來(lái)減振消能。從20世紀(jì)70年代后，人們開(kāi)始逐步地把這些技術(shù)轉(zhuǎn)用到建筑、橋梁、鐵路等結(jié)構(gòu)工程中，其發(fā)展十分迅速。特別是有五十多年歷史的液壓粘滯阻尼器，在美國(guó)被結(jié)構(gòu)工程界接受以前，經(jīng)歷了大量實(shí)驗(yàn)，嚴(yán)格審查，反復(fù)論證，特別是地震考驗(yàn)的漫長(zhǎng)過(guò)程。

能夠使儀表可動(dòng)部分迅速停止在穩(wěn)定偏轉(zhuǎn)位置上的裝置。地震儀器中，阻尼器用于吸收振動(dòng)系統(tǒng)固有振動(dòng)能量，其阻尼力一般與振動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的速度成比例。主要有液體阻尼器、氣體阻尼器和電磁阻尼器三類。阻尼器對(duì)于補(bǔ)償拾振器擺系統(tǒng)中很小的摩擦和空氣阻力，改善頻率響應(yīng)等具有重要作用。

概述

大家知道，使自由振動(dòng)衰減的各種摩擦和其他阻礙作用，我們稱之為阻尼。而安置在結(jié)構(gòu)系統(tǒng)上的“特殊”構(gòu)件可以提供運(yùn)動(dòng)的阻力，耗減運(yùn)動(dòng)能量的裝置，我們稱為阻尼器。

阻尼器又稱阻尼裝置。為了當(dāng)受到?jīng)_擊而產(chǎn)生的振動(dòng)很快衰減所制成的增加阻尼的裝置。理想的阻尼器有油阻尼器。常用油類有硅油、篦麻油、機(jī)械油、柴油、機(jī)油、變壓器油，其形式可做成板式、活塞式、方錐體、圓錐體等。其他尚有固體粘滯阻尼器、空氣阻尼器和摩擦阻尼器等。根據(jù)隔振設(shè)計(jì)的實(shí)用需要，阻尼比D=0.05～0.2范圍內(nèi)為最佳。

發(fā)展過(guò)程

在航天、航空、軍工、機(jī)械等行業(yè)中廣泛應(yīng)用，幾十年成功應(yīng)用的歷史

·上世紀(jì)80年代開(kāi)始在美國(guó)東西兩個(gè)地震研究中心等單位作了大量試驗(yàn)研究，發(fā)表了幾十篇有關(guān)論文

·90年代，美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)和土木工程學(xué)會(huì)等單位組織了兩次大型聯(lián)合，由第三者作出的對(duì)比試驗(yàn)，給出了權(quán)威性的試驗(yàn)報(bào)告，供教授和工程師們參考

在肯定以上成果的基礎(chǔ)上被幾乎各有關(guān)機(jī)構(gòu)，規(guī)范審查，肯定并規(guī)定了應(yīng)用辦法

管理部門(mén)通過(guò)，帶來(lái)了上百個(gè)結(jié)構(gòu)工程實(shí)際應(yīng)用。這些結(jié)構(gòu)工程，成功地經(jīng)歷了地震、大風(fēng)等災(zāi)害考驗(yàn)，十分成功。

倉(cāng)儲(chǔ)貨架

在重力式貨架倉(cāng)儲(chǔ)中，由于貨物受到重力影響，在傾斜的倉(cāng)儲(chǔ)滑道中做加速運(yùn)動(dòng)，如果任其自由運(yùn)動(dòng)，貨物撞擊貨架，可能會(huì)引起貨物損壞，操作人員安全隱患以及貨架整體結(jié)構(gòu)的損毀。而阻尼器在其中起了非常重要的作用。重力式貨架中的阻尼器，又稱減速器，主要用于消除重力式貨架中貨物產(chǎn)生的重力加速度，從而使得貨物能夠平穩(wěn)，緩慢的沿軌道下滑，消除安全隱患。保證貨物及操作人員的安全性。其中阻尼可分為外置式和內(nèi)置式。

工程結(jié)構(gòu)

二十世紀(jì)，特別是近二、三十年人們對(duì)建筑物的抗振動(dòng)的能力的提高已經(jīng)做了巨大的努力，取得了顯著的成果。這一成果中最引以為自豪的是“結(jié)構(gòu)的保護(hù)系統(tǒng)”。人們跳出了傳統(tǒng)增強(qiáng)梁、柱、墻提高抗振動(dòng)的能力的觀念，結(jié)合結(jié)構(gòu)的動(dòng)力性能，巧妙的避免或減少了地震，風(fēng)力的破壞。基礎(chǔ)隔震（BaseIsolation），各種利用阻尼器 - Damper吸能，耗能系統(tǒng)，高層建筑屋頂上的質(zhì)量共振阻尼系統(tǒng)（TMD）和主動(dòng)控制 - ActiveControl減震體系都是已經(jīng)走向了工程實(shí)際。有的已經(jīng)成為減少振動(dòng)不可少的保護(hù)措施。特別是對(duì)于難于預(yù)料的地震，破壞機(jī)理還不十分清楚的多維振動(dòng)，這些結(jié)構(gòu)的保護(hù)系統(tǒng)就顯得更加重要。

這些結(jié)構(gòu)保護(hù)系統(tǒng)中爭(zhēng)議最少，有益無(wú)害的系統(tǒng)要屬利用阻尼器來(lái)吸收這難予預(yù)料的地震能量。利用阻尼來(lái)吸能減震不是什么新技術(shù)，在航天航空，軍工，槍炮，汽車(chē)等行業(yè)中早已應(yīng)用各種各樣的阻尼器來(lái)減振消能。從二十世紀(jì)七十年代后，人們開(kāi)始逐步地把這些技術(shù)轉(zhuǎn)用到建筑、橋梁、鐵路等工程中，其發(fā)展十分迅速。到二十世紀(jì)末，全世界已有近100多個(gè)結(jié)構(gòu)工程運(yùn)用了阻尼器來(lái)吸能減震。到2003年，僅Taylor公司就在全世界安裝了110個(gè)建筑，橋梁或其它結(jié)構(gòu)構(gòu)筑物。

泰勒Taylor公司從1955年起經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期大量航天、軍事工業(yè)的考驗(yàn)，第一個(gè)實(shí)驗(yàn)將這一技術(shù)應(yīng)用到結(jié)構(gòu)工程上，在美國(guó)地震研究中心作了大量振動(dòng)臺(tái)模型實(shí)驗(yàn)，計(jì)算機(jī)分析，發(fā)表了幾十篇有關(guān)論文。結(jié)構(gòu)用阻尼器的關(guān)鍵是持久耐用，時(shí)間和溫度變化下穩(wěn)定，泰勒公司的阻尼器經(jīng)過(guò)了長(zhǎng)期考驗(yàn)和各種對(duì)比分析，其他公司的產(chǎn)品很難望其項(xiàng)背。美國(guó)相應(yīng)設(shè)計(jì)規(guī)范的制定都是基于泰勒公司阻尼器的產(chǎn)品。其產(chǎn)品技術(shù)先進(jìn)，構(gòu)造合理可靠，技術(shù)的透明度高，而且可以按設(shè)計(jì)者的要求制造適合各種用途的阻尼器。每個(gè)產(chǎn)品出廠前都經(jīng)過(guò)最嚴(yán)格的測(cè)試，給出滯回曲線。泰勒Taylor公司從世界上130多個(gè)工程，32座橋梁的實(shí)際應(yīng)用中，積累了大量的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)。

調(diào)質(zhì)阻尼器

為了因應(yīng)高空強(qiáng)風(fēng)及臺(tái)風(fēng)吹拂造成的搖晃．大樓內(nèi)設(shè)置了“調(diào)諧質(zhì)塊阻尼器”（tunedmassdamper，又稱“調(diào)質(zhì)阻尼器”），是在88至92樓掛置一個(gè)重達(dá)660公噸的巨大鋼球，利用擺動(dòng)來(lái)減緩建筑物的晃動(dòng)幅度。據(jù)臺(tái)北101告示牌所言，這也是全世界唯一開(kāi)放游客觀賞的巨型阻尼器，更是全球最大之阻尼器。

臺(tái)北101采用新式的“巨型結(jié)構(gòu)”（megastructure），在大樓的四個(gè)外側(cè)分別各有兩支巨柱，共八支巨柱，每支截面長(zhǎng)3公尺、寬2.4公尺，自地下5樓貫通至地上90樓，柱內(nèi)灌入高密度混凝土，外以鋼板包覆。臺(tái)灣位于地震帶上，在臺(tái)北盆地的范圍內(nèi)，又有三條小斷層，為了興建臺(tái)北101，這個(gè)建筑的設(shè)計(jì)必定要能防止強(qiáng)震的破壞。且臺(tái)灣每年夏天都會(huì)受到太平洋上形成的臺(tái)風(fēng)影響，防震和防風(fēng)是臺(tái)北101兩大建筑所需克服的問(wèn)題。為了評(píng)估地震對(duì)臺(tái)北101所產(chǎn)生的影響，地質(zhì)學(xué)家陳斗生開(kāi)始探查工地預(yù)定地附近的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，探鉆4號(hào)發(fā)現(xiàn)距臺(tái)北101200米左右有一處10米厚的斷層。依據(jù)這些資料，臺(tái)灣省地震工程研究中心建立了大小不同的模型，來(lái)仿真地震發(fā)生時(shí)，大樓可能發(fā)生的情形。為了增加大樓的彈性來(lái)避免強(qiáng)震所帶來(lái)的破壞，臺(tái)北101的中心是由一個(gè)外圍8根鋼筋的巨柱所組成。

但是良好的彈性，卻也讓大樓面臨微風(fēng)沖擊，即有搖晃的問(wèn)題。抵消風(fēng)力所產(chǎn)生的搖晃主要設(shè)計(jì)是阻尼器，而大樓外形的鋸齒狀，經(jīng)由風(fēng)洞測(cè)試，能減少30-40%風(fēng)所產(chǎn)生的搖晃。

分類

阻尼器只是一個(gè)構(gòu)件.使用在不同地方或不同工作環(huán)境就有不同的阻尼作用。Damper：用于減振；Snubber：用于防震，低速時(shí)允許移動(dòng)，在速度或加速度超過(guò)相應(yīng)的值時(shí)閉鎖，形成剛性支撐。

各種應(yīng)用中有：彈簧阻尼器，液壓阻尼器，脈沖阻尼器，旋轉(zhuǎn)阻尼器，風(fēng)阻尼器，粘滯阻尼器，阻尼鉸鏈，阻尼滑軌，家具五金，櫥柜五金等。

可控被動(dòng)式電磁

高速旋轉(zhuǎn)機(jī)器的振動(dòng)問(wèn)題是一個(gè)比較突出且難以解決的問(wèn)題。這類機(jī)器的轉(zhuǎn)速高，都在超過(guò)臨界乃至幾階臨界轉(zhuǎn)速以上運(yùn)行。因此為了保證其安全運(yùn)行，除了保證仔細(xì)的設(shè)計(jì)和精確的制造安裝外，通常還使用阻尼器以減小振動(dòng)。擠壓油膜阻尼器和電磁阻尼器就是兩種常用的阻尼器。本文設(shè)計(jì)了一種新的可控型被動(dòng)式電磁阻尼器。

可控型被動(dòng)式電磁阻尼器的結(jié)構(gòu)和工作原理

圖1為可控被動(dòng)式電磁阻尼器的示意圖。它沒(méi)有位移傳感器。其結(jié)構(gòu)與擠壓油膜阻尼器類似：旋轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)子 - 1通過(guò)滾動(dòng)軸承 - 2或滑動(dòng)軸承支承在鐵芯 - 3上。該鐵芯再通過(guò)彈簧 - 4支承在機(jī)座 - 5上。彈簧的支承剛度可按使用要求設(shè)計(jì)，為支承系統(tǒng)的主剛度。在機(jī)座上環(huán)繞鐵芯同心放置有四只電磁鐵 - 6。各磁鐵線圈上都作用相同大小的直流勵(lì)磁電壓。

圖2示出可控被動(dòng)電磁阻尼器所產(chǎn)生的附加剛度和阻尼隨頻率變化的情況?？梢钥闯鲈谡麄€(gè)頻率范圍內(nèi)附加剛度的值是負(fù)的，且隨著頻率的升高負(fù)的剛度值降低。在高頻區(qū)剛度值幾乎為零。這種阻尼特性剛好符合旋轉(zhuǎn)機(jī)械所要求的低頻大阻尼高頻小阻尼的特性。在可控被動(dòng)電磁阻尼器的尺寸確定后，剛度和阻尼值就僅取決于靜態(tài)勵(lì)磁電流或勵(lì)磁電壓。改變勵(lì)磁電壓值就能改變剛度和阻尼，因而這種阻尼器是可控的。

實(shí)驗(yàn)裝置

圖3a為實(shí)驗(yàn)裝置：一根細(xì)長(zhǎng)軸，一端支承在普通的剛性滾珠軸承上，另一端支承在圖1所示的電磁阻尼器支承上。轉(zhuǎn)子由直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)。軸的振動(dòng)和轉(zhuǎn)速分別由渦流傳感器和光電傳感器檢測(cè)。振動(dòng)信號(hào)和轉(zhuǎn)速信號(hào)由計(jì)算機(jī)通過(guò)AD板采集。圖3b為提供主支承剛度的平板徑向彈簧。該彈簧以彈性鋁為材料，線切割加工。其剛度值由有限元計(jì)算和優(yōu)化。在一只電磁阻尼器支承上有兩只并排放置的彈簧，以保證對(duì)稱性，利于系統(tǒng)建模。理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)測(cè)試均表明該轉(zhuǎn)子的第一階臨界轉(zhuǎn)速約為3900revs/min。

實(shí)驗(yàn)

在不同勵(lì)磁電壓下測(cè)試轉(zhuǎn)子的振動(dòng)隨轉(zhuǎn)速的變化。圖4給出了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。圖中的四條曲線代表勵(lì)磁電壓分別為0伏、9伏、12伏和15伏的情況?？梢钥闯鲭S著勵(lì)磁電壓的增大，電磁阻尼器提供的阻尼也增大。這使得轉(zhuǎn)子的振幅得到抑制，從0.56mm降到0.185mm，減振效果是很明顯的。從圖中還可以看出，由于負(fù)的電磁剛度的存在，轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速有所降低。這和圖2中的結(jié)果很一致，在65HZ臨界轉(zhuǎn)速附近，電磁附加負(fù)剛度很小因而它對(duì)臨界轉(zhuǎn)速的影響很小。當(dāng)勵(lì)磁電壓為15伏時(shí)，轉(zhuǎn)子的臨界轉(zhuǎn)速僅下降到3780revs/min。

結(jié)論

被動(dòng)式電磁阻尼器用于轉(zhuǎn)子系統(tǒng)取得了較好的減振效果。這種阻尼器的阻尼產(chǎn)生機(jī)理是被動(dòng)的而阻尼的大小則是隨勵(lì)磁電壓的大小可控的。與擠壓油膜阻尼器相比，被動(dòng)式電磁阻尼器具有電磁軸承相對(duì)于普通軸承的大部分優(yōu)點(diǎn)；與主動(dòng)式電磁阻尼器相比，被動(dòng)式電磁阻尼器的總體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低、可靠性更高。因而這是一種很有發(fā)展前途的行之有效的高速轉(zhuǎn)子的減振阻尼裝置。

本文介紹了被動(dòng)式電磁阻尼器在線性范圍內(nèi)的原理和僅進(jìn)行了被動(dòng)式電磁阻尼器的初步的減振實(shí)驗(yàn)，更多的非線性特性的研究和優(yōu)化設(shè)計(jì)將在今后陸續(xù)報(bào)道。

聲學(xué)

阻尼器是插入在聲管內(nèi)的聲學(xué)布屏。這些阻尼元件用于受話器輸出端與耳道之間，其作用是平滑頻率響應(yīng)。

液壓

1、頭部關(guān)節(jié)軸承2、活塞桿3、液壓缸

4、貯油缸5、阻尼控制閥6、行程指示刻度

7、尾部關(guān)節(jié)軸承

適用范圍：

液壓阻尼器是一種對(duì)速度反應(yīng)靈敏的振動(dòng)控制裝置；

液壓阻尼器主要適用于核電廠、火電廠、化工廠、鋼鐵廠等的管道及設(shè)備的抗振動(dòng)。常用于控制沖擊性的流體振動(dòng)（如主汽門(mén)快速關(guān)閉、安全閥排放、水錘、破管等沖擊激擾）和地震激擾的管系振動(dòng)；

液阻尼器對(duì)低幅高頻或高幅低頻的振動(dòng)不能有效地控制，該場(chǎng)合宜采用彈簧減振器。