massafjäderdämpare

En massafjäderdämpare är en mekanisk enhet som består av en massa som är kopplad till en fjäder och ett dämparelement. Systemet används för att absorbera energi och dämpa vibrationer samt reducera överföringen av oönskad rörelse mellan två delar. Den grundläggande dynamiska modellen beskriver massan som rör sig relativt en referensram enligt m x¨ + c x˙ + k x = Fext(t), där m är massan, k är fjäderkonstanten, c är dämpningen och Fext är den externa påverkanskraften.

Egenskaperna hos massafjäderdämparen styrs av massa, fjäders styvhet och dämpning. Naturliga frekvensen är ωn = sqrt(k/m) och dämpningskvoten ζ = c / (2 sqrt(k m)). Systemet kan vara underdämpat (ζ < 1), kritiskt dämpat (ζ = 1) eller överdämpat (ζ > 1). Vid underdämpning uppträder oscillerande svar med avklingande amplitud, vid kritisk dämpning går svaret snabbt tillbaka till vila utan oscillation och vid överdämpning återhämtar sig systemet utan överslängd respons men långsammare än i det kritiska fallet.

I praktiken används massafjäderdämpare både med basdrivning och som fristående isoleringskomponenter. De används för att isolera känslig utrustning, reduktion av bil- och maskinfriktion, samt i byggnads- och flygetsammanhang, där de minskar spridningen av vibrationer och stötar. Vanliga damperkonstruktioner inkluderar viscösa dämpare, hysteresisdämpare av elastomer eller metall, friktionsdämpare och moderna magnetoreologiska eller aktiva dämpare som kan justeras efter behov.

Vid dimensionering anpassas m, k och c för att uppnå önskad naturlig frekvens och tillräcklig dämpning mot förväntade excitationsfrekvenser, med hänsyn till systemets mål av komfort, funktion och säkerhet.