阻尼特性是什么意思 阻尼是什么

阻尼是什么(阻尼特性是什么意思)-29 17:35中国数字科技馆

阻尼特性是什么意思 阻尼是什么


近日 , 上海全市普降大雨 , 局部暴雨 。随着台风“烟花”逼近 , 上海维持大风大雨的天气 , 雨势时强时弱 。“烟花”来势汹汹 , 上海摩天大楼如何稳如泰山?
原来 , 在中国第一高楼之称的上海中心大厦上 , 堪称“镇楼神器”的阻尼器开始出现摆动 , 给摩天大楼进行减振 。
那阻尼器是什么?为什么小小的阻尼器能够使几百米高的大楼稳如泰山?
阻尼 , 其实是一种很常见的物理现象 , 简单来说就是对物体的运动造成阻碍 , 例如空气阻尼、油阻尼、粘滞阻尼、摩擦阻尼、涡流阻尼等 , 都是平时的生活中我们也经常遇到的 , 而阻尼器便是利用这种现象制作而成的一种实用工具 。例如汽车内部常见的减震器 , 其实就是阻尼器的一种 。
阻尼器可以理解为一种能量转换器 。我们都知道能量守恒定律——也就是说在封闭系统里 , 能量是不会凭空消失或者产生的 , 但是能量是可以进行相互转化的 。比如 , 汽车遇到坎发生上下振动 , 这个“动” , 便是机械能 , “动”引起弹簧发生形变 , 而形变的过程 , 一定会有一部分能量转换为弹簧内部的能量 。
阻尼特性是什么意思 阻尼是什么


知道什么是阻尼器了 , 那么为什么高楼大厦需要阻尼器呢?
首先 , 导致大楼发生振动主要有两个原因 , 一个原因是地震了 , 那么大楼自然会发生振动 , 另一个原因就是风振效应 。我国大部分建筑都没有位于地震带上 , 故在此仅介绍风振效应 。
风振效应涉及到的知识非常复杂 , 我们简单介绍一下 。拿起一张白纸 , 用嘴使劲吹一口风 , 你会感受到纸张发生了明显振动 , 同样的 , 超高建筑自建成之日起 , 每日都在经受这样的“摧残” , 若不采取任何措施 , 先不说居住在内的人 , 建筑自己都受不了 。
对于一般的由钢筋混凝土建成的大楼而言 , 钢筋本身具有弹性 , 我们可以将大楼看作是大型阻尼器 , 而越高的大楼 , 风振效应就越显著 , 大楼的结构强度已经不足以缓解振动了 , 这就需要某种手段来缓解振动 , 风阻尼器应运而生 。
阻尼特性是什么意思 阻尼是什么


风阻尼器 , 一般叫调谐质量阻尼器 。调谐质量阻尼器 , 一般有三部分构成 , 质量块、弹簧和阻尼系统(产生阻尼的装置) 。
按照阻尼系统来分主要有:油阻尼、黏弹阻尼、黏滞阻尼、电涡流阻尼等 。油阻尼是具有代表性最早使用的阻尼元素 , 但是由于液压油自身的品质特点 , 容易受温度的影响 , 阻尼系数就会发生变化 。
除了电涡流阻尼器外 , 其余形式的阻尼都存在性质不稳定和需要经常维护的缺点 。而电涡流调谐质量阻尼器采用电磁铁或者永磁体 , 由于不接触所以没有机械摩擦、不需要润滑、不需要维护 。大楼往左偏 , 阻尼器就往右 , 这一左一右便成功地化解了楼梯的振动 。上海中心大厦用的就是这种阻尼器 , 但有所创新 。

推荐阅读