dempingsmechanismen

Dempingsmechanismen zijn systemen die bewegingsenergie van een mechanische structuur omzetten in andere vormen van energie, meestal warmte, zodat trillingen en ongewenste bewegingen worden beperkt. Ze komen voor in tal van engineeringtoepassingen en kunnen passief, semi-actief of actief worden toegepast.

Passieve demping werkt zonder input van buitenaf en gebruikt onderdelen zoals vloeistofkoppelingen, olie-gebaseerde dempers of structurele materialen die energie verliezen door viscose wrijving of hysterese. Voorbeelden zijn viskeuze demping (demping door vloeistof), coulombische demping (frictie bij oppervlakken) en structurele demping (materiaalhysterese).

Semi-actieve en actieve demping passen de dempingskracht aan de trillingscondities aan, bijvoorbeeld via elektrisch aangestuurde ventielen, magnetorheologische vloeistoffen of actieve actuatoren die tegenbeweging leveren. Magnetische demping zoals eddy current demping en magnetische dempers gebruiken elektromagnetisme om de demping aan te passen; magnetorheologische dempers kunnen de vloeistofviskositeit snel wijzigen.

De dempingskracht hangt af van snelheid en positie; bij viscose demping is F = c v, bij coulombische demping is de kracht ongeveer constant na een drempel. De dempingsratio ζ bepaalt hoe snel trillingen afnemen; ζ = c / (2 sqrt(k m)) in een enkelvoudig mass-veersysteem.

Toepassingen omvatten auto- en spoorwegdempers, gebouwen met tunede massa-dempers, elektronische behuizingen en instrumenten, en consumentenelektronica voor geluidsreductie en mechanische isolatie.

Ontwerpkeuzes wegen de gewenste dempingsgraad af tegen stijfheid, comfort, stabiliteit en slijtage. Dempingsmaterialen kunnen temperatuurafhankelijk zijn en vertonen nonlineariteiten en veroudering.