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2.1 概述

圖2顯示了一個理想的，基于簡諧振子的一個自由度減振器。它由三個部分組成：減振質量(M)表示被減振的 有 xiao 載荷，在這里顯示為沒有內部共振的單個質量塊。

彈簧（k）支撐載荷并在載荷上產生一個力：

其中Xe和Xp分別代表地球和有效載荷的（動態）位置。第三個部件是阻尼器（b），它的簡圖表示為一個阻尼器。它將有效載荷（M）轉化為熱量，吸收所有動能，最 zhong 使系統靜止。這是通過在有效載荷上產生一個與它相對于地球的速度成正比和相反的力來實現的：

Xe的存在在這兩種方程表明，地球振動以力的形式傳遞到有效負載彈簧（k）和阻尼器（b），而不是使用參數（M）、（k）和（b）來描述一個系統，通常是定義一套新的參數更容易與可見的質量彈簧系統。第 yi 個 是自然共振頻率ω0：

它描述了無阻尼（b = 0）情況下，系統自由振蕩的頻率，單位為弧度/秒。頻率的單位是周期每秒，或赫茲（Hz），是這個角頻率除以2π。兩種常見的參數是用于描述系統中阻尼：品質因數Q或阻尼系數ξ：

可以表明，該理想化系統的傳遞率為：

圖3中系統的傳遞率與頻率比ω/ω0數的品質因數Q值。Q值劃分的范圍從0.5到100。Q = 0.5是一種稱為臨界阻尼的 特 shu 情況，是系統在位移和釋放時不會超過平衡位置的阻尼水平。阻尼比ξ只是系統的一部分臨界阻尼的阻尼。我們使用Q而不是ξ，因為在ω=ω0時，T?Q。圖3中所示的傳遞性有幾個特征：

● 在區域ω< <ω0，系統的傳播能力是?1。這僅僅意味著有效載荷跟隨地球的運動而不提供減振。

● 在區域ω?ω0，傳播能力大于一，彈簧/阻尼器減振器放大的地面運動的因素大致等于Q。

● 隨著ω變得大于ω0，遺傳性變得成正比(ω0 /ω)2。在這一區域，“減振器”帶來了好處。

● 在區域ω> >ω0，系統提供的 最 hao 的減振是 最 xiao 程度的阻尼。相反，減振級別會隨著阻尼的增加而降低。因此，總有一個在區域ω> > >ω0提供減振的權衡，與ω?ω0時對比。

直接施加在載荷上的力傳遞到載荷上的運動振幅的形式與方程7中所表示的略有不同。該傳遞函數的單位為位移/力，因此不應與傳遞率混淆：

圖4a描繪了這個函數與頻率的關系。與圖3不同，減少Q減少載荷的響應頻率，包括該區域ω> >ω0。

TMC的MaxDamp® 減振器利用這一點，在應用中主要干擾是產生在減振有效載荷。圖4b是與圖4a所示曲線相對應的載荷的時域響應。這個圖也說明了系統一旦受到干擾后的衰變。衰變的包膜是exp（-ω0 t/2 Q）。

在真實系統和圖2所示的簡單模型之間有一些顯著的區別，顯著的是真實系統有6個自由度的運動。在大多數系統中，自由度不是獨立的，而是強耦合的。例如，“水平傳遞函數”通常顯示兩個共振峰，因為有效載荷的水平運動導致傾斜運動，反之亦然。對這種耦合類型的詳細描述超出了本目錄的范圍。

2.2 氣動減振器

圖5顯示了一個簡化的氣動減振器。減振器的工作原理是體積（V）中的壓力作用在活塞（a）的面積上，以支持負載對抗重力。

增強滾動橡膠隔膜在氣罐和活塞之間形成密封。減振器內的壓力由高度控制閥控制，該閥感知有效載荷的高度，并向減振器充氣，直到有效載荷“漂浮”。氣動減振器有很多優點。可以看出，該支架上有效載荷的諧振頻率近似為：

其中g為重力加速度（386 in/s2或9.8 m/s2）， n為空氣的氣體常數，等于1.4。不像鋼卷彈簧，這個共振頻率是幾乎獨立的質量的有效載荷，和高度控制閥總是帶來的有效載荷回到相同的工作高度。*氣體彈簧也是非常輕的，消 chu 了任何可能降低減振器性能的內部彈簧共振。

減振器的負載能力是由活塞的面積和隔膜所能承受的 最 da 壓力決定的，也就是這兩個數字的乘積。通常的額定壓力為80 psi。這使得一個4英寸的活塞可以支持1000磅的負載（例如）。雖然簡單的減振器在圖5中工作，它有非常少的水平減振和有非常小的阻尼。

*公式9假設減振器的壓力與大氣壓力相比較高。輕負載減振器將表現出稍高的共振頻率。

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