模态阻尼
模态阻尼被定义为每个模式的临界阻尼 Ccr 的比率。临界阻尼 Ccr 是促使系统在不振荡的情况下回到其平衡位置的最小阻尼。
模态阻尼比率可借助正确的现场测试来精确确定。这一比率在 0.01(对应轻阻尼系统)和 0.15 或更高数值(对应高阻尼系统)之间变化。
当实验数据不可用时,请使用同类系统的数据来确定阻尼属性。较高的比率会缩小振动振幅,因此使用较低的比率将是比较稳妥的。一般而言,忽略阻尼会使对系统响应的估计偏于保守。
不同系统和材料的粘性阻尼比率
| 系统 | 粘性阻尼比率 ζ(作为关键阻尼比率) |
|---|---|
| 金属(在弹性范围内) | 小于 0.01 |
| 连续金属结构 | 0.02 - 0.04 |
| 具有接榫的金属结构 | 0.03 - 0.07 |
| 铝/钢传输线 | ~ 0.04 |
| 小直径管道系统 | 0.01 - 0.02 |
| 大直径管道系统 | 0.02 - 0.03 |
| 汽车减震器 | ~ 0.30 |
| 橡胶 | 0.05 |
| 地震期间的大型建筑物 | 0.01 - 0.05 |
| 预应力的混凝土结构 | 0.02 - 0.05 |
| 加固的混凝土结构 | 0.04 - 0.07 |
以上数据摘自: ince Adams 和 Abraham Askenazi 合著的 Building Better Products with Finite Element Analysis,由位于美国新墨西哥州圣达菲的 OnWord Press 出版。
| 材料 | 粘性阻尼比率 ζ(大约 20o C 条件下) |
|---|---|
| 铝 | ~ 0.5 10-4 |
| 铅(纯) | ~ 10-2 |
| 铁 | 1 到 3 10-4 |
| 铜(多晶) | 10-3 |
| 镁 | ~ 0.5 10-4 |
| 黄铜 | < 0.5 10-3 |
| 镍 | < 0.5 10-3 |
| 银 | < 1.5 10-3 |
| 铋 | ~ 4 10-4 |
| 锌 | ~ 1.5 10-4 |
| 锡 | ~ 10 10-4 |
粘性阻尼比率由材料的弯曲损耗系数除以 2 得出,摘自:L.Cremer 和 M. Heckl 合著的 Stucture-Borne Sound,1988 年由 Springer-Verlag 在纽约出版。