Демпфирования колебаний в промышленных механизмах

Демпфирующая способность материала играет огромную роль в динамическом поведении конструкции. Она приводит к сильному ослаблению собственных колебаний, существенному понижению амплитуд при вынужденных колебаниях и сглаживанию напряжений в зоне концентрации при колебаниях. Оценить эту способность можно, лишь поняв природу поглощения энергии при колебаниях. Точек зрения на этот механизм, т. е. гипотез или теорий внутреннего трения, достаточно много, причем значительный период здесь доминировала гипотеза вязкого сопротивления, удобная в расчетах, но не подтверждаемая экспериментом для металлов.
Теория внутреннего трения развивалась в двух направлениях. Одно из них связано с учетом временного фактора и созданием теории сплошной среды наследственного вида; это и теория вязкого сопротивления Максвелла, теория вязкого трения Кельвина — Фойгта, теория наследственности Больцмана — Вольтерра, термодиффузионная теория Зинера, теория вязкоупругого тела и др. Появление полимеров, эластомеров и ряда других материалов существенно усилило интерес к этим теориям.
Другое направление учитывает роль пластических деформаций в механизме демпфирования энергии при колебаниях.

Итак, демпфирование колебаний - принудительное подавление колебаний (обычно вредных) либо уменьшение их амплитуды до допустимых пределов с помощью устройств или приспособлений, поглощающих энергию колебаний, - демпферов. Например, демпфирование механических колебаний осуществляется увеличением трения в системе, для гашения электрических колебаний используют тормозящее действие магнитного поля на движущийся в нём проводник с током или поглощение электрической энергии (преобразованием её в тепловую) в резисторе, включённом в электрическую цепь.
Механизмы демпфирования колебаний в упругих средах многообразны. Это вязкое (жидкостное) трение, механический гистерезис, пластическое течение, вызываемое текучестью материала, релаксация.
Перспективно использование стеклопластика с коэффициентом потерь порядка 0,05 (мало зависящим от частоты), он обладает хорошими механическими свойствами и может работать в условиях высоких температур. Высокие вибродемпфирующие свойства присущи и изделиям из капрона, нейлона и других подобных пластмасс.