阻尼能計(jì)算出來(lái)嗎？

阻尼，是指任何振動(dòng)系統(tǒng)在振動(dòng)中，由于外界作用或系統(tǒng)本身固有的原因引起的振動(dòng)幅度逐漸下降的特性，以及此一特性的量化表征。阻尼是一種能量耗散機(jī)制。根據(jù)不同類型阻尼的物理機(jī)制及具體的阻尼現(xiàn)象，或者為了數(shù)學(xué)計(jì)算的方便，物理學(xué)家和工程專家在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，相繼建立了許多描述阻尼力的數(shù)學(xué)模型。在單自由度有阻尼體系運(yùn)動(dòng)方程的基礎(chǔ)上，用來(lái)描述阻尼常見的三種數(shù)學(xué)模型分別是粘性阻尼、遲滯阻尼和結(jié)構(gòu)阻尼。

　　粘性阻尼假定阻尼力與速度成正比，其阻尼力表示為F=-CV。方便地表達(dá)阻尼對(duì)頻率、共振等的影響，是應(yīng)用的阻尼模型，通過(guò)將阻尼系數(shù)與結(jié)構(gòu)體系的質(zhì)量、剛度相，可以方便地構(gòu)造出具體的阻尼系數(shù)，是目前zui常用的阻尼表達(dá)方法。粘性阻尼很好地描述了在粘性流體中運(yùn)動(dòng)所受到的阻尼作用。

　　遲滯阻尼又稱頻率相關(guān)阻尼，它與粘性阻尼系數(shù)C相對(duì)應(yīng)的阻尼因子是h/θ，其阻尼力表示為F= (h/θ)×V，其中h為材料遲滯阻尼常數(shù)；θ為振動(dòng)頻率。砂子的阻尼特性可很好地用遲滯阻尼模型來(lái)描述。

　　結(jié)構(gòu)阻尼理論認(rèn)為，在固體材料中，阻尼力獨(dú)立于應(yīng)變速度，而與應(yīng)變幅值有關(guān)。結(jié)構(gòu)阻尼能很好地描述固體材料的阻尼特性。

　　振動(dòng)式物位計(jì)中的音叉液位開關(guān)在流體介質(zhì)中做單自由度的簡(jiǎn)諧振動(dòng)，其所受到的阻尼模型視為粘性阻尼模型。由牛頓第二定律，即F=ma，得到其阻尼體系運(yùn)動(dòng)方程為

　　其中介質(zhì)對(duì)音叉振動(dòng)的阻尼力即為

　　C稱為阻尼系數(shù)，單位為N.s/m，c與物體的形狀、尺寸及　　介質(zhì)的性質(zhì)（如密度、溫度、壓力、粘度等）有關(guān)；  為振動(dòng)速度V。事實(shí)上，介質(zhì)對(duì)振動(dòng)的阻尼力的影響因素并不是單一的，可以肯定的是，阻尼力的大小和振動(dòng)的速度、介質(zhì)密度、接觸面積都相關(guān)，此外，還與振動(dòng)頻率及振幅有關(guān)聯(lián)。在流體介質(zhì)中，阻尼力大小還與粘度系數(shù)有關(guān)。在接觸面積逐漸增大時(shí)，振動(dòng)速度和振幅都會(huì)衰減，阻尼系數(shù)c也會(huì)隨之減小，它是一個(gè)不斷變化的量。（深圳計(jì)為自動(dòng)化技術(shù)有限公司研發(fā)部，2014年12月）