Dämpning
En vibrationsdämpares viktigaste egenskap tycker man bör vara hur bra den kan dämpa. Men vad menas med ”bra” i detta sammanhang? Vi kan ju förstå intuitivt att det behövs olika dämpare då tillämpningarna och förhållandena varierar väldigt mycket. Så låt oss titta närmare på vad dämpning är och vad som menas med kritisk dämpning.
Vi använder här alltså ett dämpande system som modell då det bäst överensstämmer med en vibrationsdämpare. Om vi tillför en yttre kraft F till systemet och sedan tar bort kraften kommer fjädern att börja oscillera, dvs att röra sig upp och ner. Hur stor rörelsen är beror på hur styv fjädern är, alltså värdet på fjäderkonstanten (K). Rörelsen kommer att avta och efter ett tag att stanna beroende på systemets interna dämpning (D).
Kritisk dämpning
När massans position, i förhållande till sin jämviktsposition, plottas mot tiden ser det ut som en sinusformad kurva. Den maximala amplituden är massans förflyttning ifrån dess jämviktsläge till dess maximala förskjutning i en riktning. Dubbelamplituden är den totala förflyttningen i båda riktningarna. Vibrationsperioden är den tid det tar för massan att röra sig ifrån sin jämviktsposition till sin topp i en riktning och därefter till sin topp i den andra riktningen och sen tillbaka till sin jämviktsposition. För dämpande system kan vi göra en indelning i tre olika typer, se fig.7:
- Underdämpning
- Kritisk dämpning
- Överdämpning
Underdämpade system visas i fig.6 och fig.7 kurva 1. Insvängning till jämvikt sker genom att ”översvängning” sker över jämviktstillståndet som med tiden minskar och till slut stannar av.
Kritisk dämpning definieras som det tillstånd där ett SDOF-system närmare sig jämvikt så snabbt som möjligt i en ”fallande” rörelse, se fig.7 och kurva 2.
Ett överdämpat system har samma utseende på insvängningsförloppet som ett kritiskt system men tar längre tid på sig att nå jämvikt, se fig.7 och kurva 3.
Dämpningsfaktor
Dämpningsfaktorn är en dimensionslös kvot som matematiskt utrycks som förhållandet mellan faktisk dämpning och kritiska dämpning av ett identiskt system.
- da: aktuell dämpning i systemet
- dk: kritisk dämpning ekv.6
Dämpningsfaktorn kan variera från odämpad (ζ = 0), underdämpad (ζ < 1) via kritiskt dämpad (ζ = 1) till överdämpad (ζ > 1).