Dämpkonstanten

Dämpkonstanten är en konstant som beskriver hur mycket energi ett mekaniskt system förlorar när det rör sig och därmed hur snabbt vibrationer dämpas. I fysik och teknik används den ofta i samband med ett enkelt mass–slinga–dämpning-system som följer rörelseekvationen m x'' + c x' + k x = 0, där m är massan, c är dämpkonstanten och k är fjädrens styvhet. Dämpkonstanten verkar som en motkraft som är propor­tional mot hastigheten, F_d = c x'.

Enheten för c är kilogram per sekund (kg/s), och i många sammanhang uttrycks den i N s/m (newtonsekund per meter). Denna konstant tillsammans med massan och fjädern bestämmer hur snabb avdämpningen blir. Dämpningen beskrivs också av dämpningskvoten ζ = c / (2 sqrt(m k)). Om ζ < 1 är systemet underdämpat, ζ = 1 är kritiskt dämpat och ζ > 1 är överdämpat. Den naturliga frekvensen ω0 = sqrt(k/m) påverkas i kombination med ζ, och för underdämpad dämpning används ofta ω_d = ω0 sqrt(1 − ζ^2) som den observerade frekvensen. Energin i systemet avges exponentiellt med tiden, och tidskonstanten τ ≈ m / c visar hur snabbt amplituden minskar.

Dämpkonstanten påverkar olika praktiska system, till exempel konstruktioners och fordons fjädring, byggnaders explosions- och vindpåverkan, samt ljud- eller vibrationsisolering i tekniska anläggningar. Den motsvarar ofta viskös dämpning, men i andra sammanhang kan dämpning uppkomma genom friktions- eller hysteresisförluster, där olika modeller används beroende på material och omgivning.