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摘要：介紹了彈塑性隔振元件的工作原理、特點及其應(yīng)用范圍。并以實例對彈性隔振元件與彈塑性元件進行了比較。
關(guān)鍵詞：振動；隔振元件；工作原理

一、引言

大多數(shù)的機械設(shè)備在進行工藝加工時，都會出現(xiàn)不同程度的振動。這種振動會對設(shè)備的本體和被加工件的質(zhì)量等方面產(chǎn)生很大的影響。為了消除振動帶來的不利的影響，一般需對設(shè)備采取隔振措施。

目前，機械設(shè)備所采用的隔振措施有很多種，但從隔振元件的材料變形性質(zhì)的角度去分析，大致可分兩種。一種是用彈性隔振元件（如彈簧）隔振；另一種是用彈塑性隔振元件（如圖1）隔振。上述兩種隔振元件各有所長。在考慮隔振問題以防極大的沖擊載荷時，由于塑性材料可吸收高能量，因此，采用彈塑性組合元件可很有效的、經(jīng)濟的解決問題。

圖1彈塑性元件

二、彈塑性隔振元件的工作原理、特點及其應(yīng)用范圍

的作用是通過元件發(fā)生彈塑性變形來吸收振動能量，從而達到減振的目的。同純彈性元件比較，其優(yōu)點可以從下面的應(yīng)力圖中看出。圖2表示理想彈塑性材料的應(yīng)力變形圖；圖3為理想彈性元件應(yīng)力變形圖。曲線下面的陰影部分表示隔振元件接收的能量。從圖中很明顯地看出，彈性元件的效率大致只為彈塑性元件的50%。如果給定允許變形Xmax，則在彈性情況下殘余力Pmax值是在彈塑性狀態(tài)下的兩倍；當(dāng)看作殘余振動時，區(qū)別更加明顯。在彈性狀態(tài)下，振幅保持a＝±Xmax，但在彈塑性情況下，a＝±Xe是余留的位移振幅，它可用改變組合元件的設(shè)計來進一步調(diào)整。

圖2理想彈塑性材料的應(yīng)力變形圖 圖3理想彈性材料的應(yīng)力變形圖

另一方面，彈性變形的范圍，即力Pmax和彈簧系數(shù)C之間的比例，可以通過選擇一定的彈簧系數(shù)C來對特殊的減振難題進行微調(diào)。例如，可把振動看作是彈性元件所進行的彈性變形，這時C值選擇可保證對正常運行振動的減振效果。塑性變形元件吸收的不可恢復(fù)的能量可以調(diào)整，而不取決于彈簧系數(shù)C去適應(yīng)期望的位置變動。

的應(yīng)用越來越廣泛，應(yīng)用范圍大致有以下三個方面：

（1）直接吸收動能的單個元件。這種裝置保護極大沖擊載荷只發(fā)生一次，允許*變形；這些元件主動或被動隔振的例子可從文獻［1］中看到。
（2）用平行彈簧吸收振動能量和有限的周期數(shù)的相應(yīng)振幅作衰減的組合元件。允許的周期數(shù)取決于采用的材料。
（3）除了減振和防護外，還可以作為隔音材料用于隔離頻率通過固體傳遞的聲音。

三、實例

根據(jù)上述的分析可知，較純彈性隔振元件有很多的優(yōu)點。下面以實例進行比較。例：大門入口的電梯豎井。豎井底載荷能力4MP/m2。萬一鋼絲繩失效，基礎(chǔ)沖擊減振可保護以免平衡重壓碎底部。為了簡化計算，假定：落下重0.2MP/m2，相應(yīng)沖擊能量ekin＝1Mp/m。

（1）彈簧鋼制成的彈性沖擊吸收器，因ekin＝0.5qmax．Xmax，可得下述結(jié)果：

彈簧需要的變形Xmax＝50cm，總高75cm，彈簧鋼每m2為105KP。

（2）10%彈性變形的結(jié)構(gòu)鋼制成的彈性塑性沖擊吸收器，根據(jù)ekin＝0.95qmax．Xmax，可得下述結(jié)果：

需要變形Xmax＝26.4cm，總高35cm，結(jié)構(gòu)鋼每m2為32KP。

從以上的結(jié)果可看出，用可降低元件的高度，節(jié)省材料，降低成本。

此外，選用適當(dāng)?shù)淖枘崞鳎╯1系列），彈簧所需的變形可減至5cm，殘余變形為3cm。同時，彈塑性相結(jié)合可降低基礎(chǔ)對各種交變載荷所引起振動的靈敏度。

四、結(jié)論

通過對的分析，可以得出：具有隔振效果好、經(jīng)濟等方面的優(yōu)點。

參考文獻

1GERB Vibration-Isolation Systems.GERB Gesellschaft fr Isoliorung mbH & COKG.（