什么是动力吸振器?

[拼音]：dongli xizhenqi

[外文]：dynamic vibration absorber

利用共振系统吸收物体的振动能量以减小物体振动的设备。

J.奥蒙德罗伊德等在1928年提出了动力吸振器的方法。其原理是在振动物体上附加质量弹簧共振系统（见图），这种附加系统在共振时产生的反作用力可使振动物体的振动减小。当激发力以单频为主，或频率很低，不宜采用一般隔振器时，动力吸振器特别有用。如附加一系列的这种吸振器，还可以抵销不同频率的振动。图中m₁是振动物体的质量(千克);m₂是动力吸振器的振动质量(千克);K₁为振动物体的劲度(牛顿/米);K₂为动力吸振器的劲度（牛顿／米）;x₁为振动物体的位移（米）;x₂为动力吸振器的位移（米）；F₁是物体所受的振动力（牛顿）。

动力吸振器的共振频率，要设计成使主系统的振动等于零。动力吸振器的固有角频率ω_a要设计成等于需要吸收的激发角频率ω，即：

上式表明在给定频率的情况下，动力吸振器的质量越重，其弹簧越硬。通常，动力吸振器的质量为主系统质量的1/10至1/4。

图中b的组合系统x₁、x₂可用下式求出：

式中

为主系统固有角频率；

为动力吸振器固有角频率；

为主系统静态压缩量；

为动力吸振器质量与主系统质量的比值。

当ω =ω_a时：

x₁=0

因此， m₂不可过小，否则其振幅就会很大。设计动力吸振器时，要考虑能容许的最大振幅，上述m₂就是据此选择的。这也就是动力吸振器对主质量的作用力正好平衡了主系统质量上的作用力F₁sinωt。

动力吸振器虽然主要是根据给定的频率ω设计的，但也适用于与ω稍有不同的激发频率。在这种情况下，m₁的运动虽然不等于零，但振幅很小。阻尼越大，允许偏离越大。

在实际使用中，附加的质量弹簧系统的阻尼一般很小，如果加入阻尼来吸收振动，这种系统就成为一种阻尼器，称为“阻尼吸振器”或“附加质量阻尼器”。阻尼吸振器的最佳值为：

和

式中n为吸振器的频率比；δ_R为吸振器的阻尼比；η_a为吸振器的粘性阻尼系数；

J.C.斯诺登对三元件吸振器和双吸振器的功能作过分析。三元件吸振器是由两个弹簧和一个阻尼器组成，其频率范围较宽，中心部分效用可增加3分贝左右。

参考书目

C.M.Harris & C.E.Crede，Shock and Vibration Hand-book，2nd ed.，McGraw-Hill Co.， New York，1976.