描述和評價隔振效果的物理量很多如:振級落差、插入損失、振動傳遞率等。振級落差就是被隔離體振動響應的有效值與對應的基礎響應的有效值之比的常用對數的20倍,而插入損失就是採取隔離措施前後基礎響應的有效值之比的常用對數的20倍。最最常用的是振動傳遞係數T,定義為指通過隔振元件傳遞的力與擾動力之間的比值,或傳遞的位移與擾動之間的比值。即:
使用時根據具體情況選用。T越小,說明通過隔振元件傳遞的振動越小,隔振效果也越好。如果T=1 ,則表明幹擾全部被傳遞,沒有隔振效果,在地基與設備之間不採取隔振措施就是這類情形;如果地基與設備之間採用了隔振裝置,使得 T<1,則說明擾動只被部分傳遞,起到了一定的隔振效果;如果隔振系統設計失敗,也可能出現T>1 的情形,這時振動被放大了。在工程設計和分析時,通常採用理論計算傳遞係數的方法來分析系統的隔振效果,有時也採用隔振效率來描述隔振系統的性能,隔振效率的定義為:
考慮到城市區域環境振動標準與我國城市軌道交通環境振動相關標準的一致性及測試條件等因素,亦採用VLZ,10或VLZ,max作為評價量。VLZ,10是按GB/T13441規定的Z向計權因子修正後的振動加速度級,VLZ,10表示在規定時間內,有10%時間的Z振級超過某一VLZ值;VLZ,max值實在規定時間內Z振級的最大值。
隔振性能的分析
在隔振系統效果評價中,我們常用前面定義的振動隔離係數T來表徵隔振系統的隔振效果。傳遞係數T值越小,則相同激勵條件下通過隔振系統傳遞過去的力就越小,隔振效果也就越好。隔振設計的目的就是選擇並設計合適的隔振參數,使得T值較小。圖3所示為振動傳遞係數T與f/f0 ,c/Cc的關係曲線。
振動傳遞係數T與f/f0的關係主要表現在:
當f/f0<1時,即幹擾力的頻率小於隔振系統的固有頻率時,T≈1說明幹擾力通過隔振裝置全部傳給了基礎,即隔振系統不起隔振作用;
f/f0=1時,即幹擾力的頻率等於隔振系統的固有頻率時,T>1 說明隔振系統不但起不到隔振作用,反而對系統的振動有放大作用,甚至會產生共振現象。這當然是隔振設計時必須避免的;
f/f0>1.414時,即幹擾力的頻率大於隔振系統的固有頻率的1.414倍時,T<1 ;f/f0越大,T越小,隔振效果越好。
通常需要隔振的系統的特性是給定的,因此,要想得到好的隔振效果,在設計隔振系統時就必須充分考慮系統的固有振動特性,使其的整體振動頻率比系統幹擾頻率小得多,從而得到好的隔振效果。
振動傳遞係數T與c/Cc的關係主要表現在:
當 f/f0<1.414時,即隔振系統不起隔振作用甚至發生共振的區域,c/Cc越大,T越小,這表明在這段區域增大阻尼對控制振動是有利的。特別是在系統共振時,這種有利的作用更明顯;
當 f/f0>1.414時,即隔振系統起隔振作用的區域,c/Cc越小,T越小,這表明在這段區域阻尼越小對控制振動越有利,也就是說此時阻尼對隔振是不利的。
以上分析表明:要取得比較好的隔振效果,首先必須保證f/f0>1.414,即設計比較低的隔振系統頻率。如果系統幹擾頻率f比較低,系統設計時很難達到f/f0>1.414的要求,則必須通過增大隔振系統阻尼的方法以抑制系統的振動響應。此外,對於軌道結構的激勵,由於不平順的隨機性,其幹擾頻率是變化的,在這個過程中必然會出現隔振系統頻率與擾動頻率一致的情形,為了避免系統共振,設計其隔振系統時就必須考慮採用一定的阻尼以限制共振區附近的振動。通常隔振器的阻尼比c/Cc在2~20%之間,鋼製彈簧<1%,纖維墊>20%。