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阻尼阻尼系数阻尼 阻尼系数 阻尼比 阻尼(英语:damping)是指任何振动系统在振动中,由于外界作用和/或系统本身固有的原因引起的振动幅度逐渐下降的特性,以及此一特性的量化表征。 概述 在物理学和工程学上,阻尼的力学模型一般是一个与振动速度大小成正比,与振动速度方向相反的力,该模型称为粘性(或粘性)阻尼模型,是工程中应用最广泛的阻尼模型。粘性阻尼模型能较好地模拟空气、水等流体对振动的阻碍作用。本条目以下也主要讨论粘性阻尼模型。然而必须指出的是,自然界中还存在很多完全不满足上述模型的阻尼机制,譬如在具有恒定摩擦系数的桌面上振动的弹簧振子,其受到的阻尼力就仅与自身重量和摩擦系数有关,而与速度无关。 除简单的力学振动阻尼外,阻尼的具体形式还包括电磁阻尼、介质阻尼、结构阻尼,等等。尽管科学界目前已经提出了许多种阻尼的数学模型,但实际系统中阻尼的物理本质仍极难确定。下面仅以力学上的粘性阻尼模型为例,作一简单的说明。 粘性阻尼可表示为以下式子: 其中F表示阻尼力,v表示振子的运动速度(矢量),c 是表征阻尼大小的常数,称为阻尼系数,国际单位制单位为牛顿?秒/米。 上述关系类比于电学中定义电阻的欧姆定律。 在日常生活中阻尼的例子随处可见,一阵大风过后摇晃的树会慢慢停下,用手拨一下吉他的弦后声音会越来越小,等等。阻尼现象是自然界中最为普遍的现象之一。 理想的弹簧阻尼器振子系统如右图所示。分析其受力分别有: 弹性力(k 为弹簧的劲度系数,x 为振子偏离平衡位置的位移):F = ? kx s阻尼力(c 为阻尼系数,v 为振子速度):
假设振子不再受到其他外力的作用,于是可利用牛顿第二定律写出系统的振动方程: