基础知识 | 浅谈阻尼

weixin

阻尼 (damping) 是指任何振动系统在振动中，由于外界作用或系统本身固有的原因引起的振动幅度逐渐下降的特性，以及此特性的量化表征。阻尼阻碍物体的相对运动、并把运动能量转化为热能或其他可以耗散能量。常见的阻尼主要包括材料阻尼（内部阻尼）、结构阻尼、流体阻尼三大类。

01 材料阻尼

材料阻尼（内部阻尼）包括粘性阻尼和滞后阻尼，材料内部颗粒摩擦、缺陷变化，机械能转化为热能，能量在内部就被部分消耗。应力-应变曲线存在一个迟滞回线，回线的面积等于克服阻尼力所做的功，也是每周期振动耗散的能量。

  · 粘性阻尼：在稳态振动的一个周期内，耗能与激励频率显著相关。

  · 滞后阻尼：耗能并不显著地取决于激励频率，但与应变大小有显著关系，大小与位移成正比，方向与速度方向相反。

02 结构阻尼

结构存在支撑、连接或声辐射都会在振动过程中消耗能量，典型的有：由于干摩擦产生的耗能，称为库伦阻尼。阻尼力模型：

03 流体阻尼

结构在流体中运动，包含振动，受到的阻力，与流体介质的密度、黏性等都有关，一般与速度的平方成比例。

在低密度介质（空气）中低速运动，一般采用线性模型。

04 等效阻尼

由于其它阻尼模型相对复杂，因此常将其它模型等效为黏性阻尼进行计算。

等效阻尼通过能量相等进行参数代换。在简谐振动稳态响应的一个周期内，黏性阻尼耗能πcωA2=其他阻尼耗能WD。

阻尼主要在共振区内起作用

对应的等效黏性阻尼比

来源：声振测试微信公众号（ID：gh_21d5ab08b079），作者：刘广明。