Stötdämpning

Stötdämpning är en egenskap hos ett mekaniskt system att minska eller kontrollera rörelse genom omvandling av mekanisk energi till värme eller annan energi. Dämpningen reducerar vibrationer, stabiliserar rörelser och hastigheter samt förlänger livslängden hos konstruktioner genom att motverka översvängningar. Den uppnås vanligtvis genom friktion, visköst motstånd eller hysteretiska förluster i material och länkar.

Vanliga sätt att dämpa är viskös dämpning, strukturell dämpning och Coulombdämpning. Viskös dämpning är proportionell mot hastigheten, och i modeller används ofta dämpningskonstanten c. Struktur dämpning uppstår i materialens inre, till exempel genom hysteresis i gummi eller metall. Coulombdämpning innebär en nästan konstant friktionskraft vid kontakt oberoende av hastighet. Den klassiska modellen för ett mass–fjäder–dämparsystem skrivs som m x'' + c x' + k x = F(t).

Användningar finns i fordonsfjädringar, där dämpare som hydrauliska eller gasfjädrar ökar komfort och stabilitet. Byggnader och broar använder dämpning för att minska snabba laster och hantera seismisk energi, ofta genom olja eller visko-elastiska lager. Inom elektronik används begreppet dämpning för att beskriva energiförlust i kretsar med motstånd i RLC-kretsar.

Viktiga begrepp är dämpningsfaktor eller damping ratio ζ, som jämförs med den kritiska dämpningen. Vid ζ = 1 är systemet kritiskt dämpat, vid 0 < ζ < 1 underdämpat och vid ζ > 1 överdämpat. Mätningsmetoder inkluderar logaritmisk nedslag och frekvensresponsmetoder. Val av dämpning styrs av mål som komfort, säkerhet, livslängd och funktion hos systemet.