双层隔振系统隔振效果研究

　　隔振系统隔振效果的评估,在设计阶段,一般用加速度级、速度级插入损失这一指标,在验收阶段则常用加速度或速度振级落差这一指标,其原因是插入损失在理论上比较客观,而振级落差在实践中是可以实测的.插入损失与振级落差的表达式之间在理论上具有一定的关系[1].但这限于所讨论的频率范围低于被隔离体、中间质量块及基座的最低阶弹性模态频率.一旦频率范围包括这些弹性模态频率时,两者之间的差异比较明显,这就是为何实际的测量值往往低于理论估算值的原因所在.显然,深入研究系统的弹性模态对隔振效果的影响是非常必要的.本文在考虑被隔离体、中间质量块及基座均为弹性体的前提下,研究了它们的弹性模态对系统隔振效果的影响,得出了设计隔振系统时要遵循的一些原则.

　　1 a、β、γ为刚体时的隔振效果

　　图1所示的双层隔振系统的速度级插入损失为[2]:

　　此时,系统的隔振效果曲线如图3中的曲线1所示.

　　2 a、β、γ为弹性体时的隔振效果

　　频率较高时,不能再将 a、β、γ看作刚体,而要将其看作弹性体.此时分别记 a、β、γ的对应于自由边界条件的刚度、固有频率和固有模态为由于同一弹性体中各模态的正交性,所以同一弹性体中的模态相互之间没有作用,不同弹性体的模态通过aβ、βγ间的弹性连接件产生相互作用,如图2所示.

　　记双层隔振系统的模态矩阵为之间的上、下层隔振器的影响的附加矩阵.记系统的刚度矩阵为

（3）

之间的弹性耦合加到 a、β、γ上后,它们对模态频率的影响.由(3)式可知,将弹性耦合加到 a、β、γ上后,它们的模态频率增大,这就是弹性体对应于完全自由边界的模态频率最小的原因.

　　显然,除系统的刚体振动模态会在系统的隔振效果曲线上反映出来以外,考虑 a、β、γ本身的弹性以后系统的全部固有模态也会在系统的隔振效果曲线上反映出来.图3给出了考虑和不考虑 a、β、γ本身的弹性系统的隔振效果曲线[3].曲线1是未考虑 a、β、γ的弹性的情形;曲线2考虑了 a、β、γ的弹性,但未考虑系统阻尼的情形;曲线3是既考虑 a、β、γ的弹性,又考虑系统阻尼的情形.由图3可知, a、β、γ本身的弹性使系统隔振效果曲线上升段存在许多明显的极小值,当系统存在阻尼时,这些极小值比较平滑.总之 a、β、γ本身的弹性使系统总的隔振效果较之理论隔振效果(曲线1)要差一些,这就是为何实测隔振效果总是低于理论估算值的原因所在.