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懒爸爸和婴儿床(二)

已有 3338 次阅读 2013-7-22 07:01 |个人分类:工作点滴|系统分类:科普集锦| 振动、科普

设弹簧机构的刚度为K,婴儿和婴儿床的总质量为M。那很显然振动的频率就是。刚度K越大,频率越高;质量M越大,频率越。这是在讨论频率,和自由衰减振动的时间有什么关系呢?原来,对于这样子简单的振动系统,振动的包络线(也就是每个周期的峰值连接起来的线)是呈指数形式衰减的相邻两个峰值的振幅之比的自然对数近似等于,这个常数在振动理论中称之为振幅对数衰减率,其中是系统的阻尼比。振动工程师非常熟悉振幅对数衰减率,常常用它计算简单系统的阻尼。设振幅对数衰减率不变,则振动衰减到给定值需要的周期数就是固定的。这时,如果单个振动周期的时间越长,则总的时间就越长。增加重物会减小系统的固有频率,增加一个振动周期需要的时间,因而也就延长了振动的时间。

在上面的分析中,假设振幅对数衰减率或者阻尼是固定的。实际上在振动理论中,其中C是阻尼系数,代表着空气阻尼和结构内部的阻尼。有了这个公式,就可以假设阻尼系数C基本不变,那么增加重物的质量,就会导致阻尼减小。根据振幅对数衰减率的定义知道,振幅对数衰减率越小,也就是相邻两个峰值的振幅衰减越小,这对于延长振动时间也是有利的。

根据以上分析可以知道,在婴儿床上增加重物是个好办法。一个需要注意的细节是,增加的重物应该密度较大,尽量避免增加额外的空气阻尼。另外,增加重物后,还要做好措施防止弹簧和绳子等连接部位超重和疲劳引起的断裂。比方婴儿床下放个垫子,或者加上一根可以起保护作用的绳子。

 

感兴趣的朋友可以分析一下弹簧连接机构的影响。(待续)

 

 



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