什么是阻尼(阻尼特性是什么意思)-29 17:35中国数字科技馆

近日，上海全市普降暴雨，局部大暴雨。随着台风“烟花”的临近，上海维持着大风大雨的天气，时强时弱。“烟花”是危险的。上海摩天大楼如何稳如泰山？

原来，在中国之一高楼上海中心大厦上，可以称之为“造城神器”的阻尼器开始摆动，以阻尼摩天大楼的震动。

阻尼器是什么？为什么一个小小的阻尼器就能让一座数百米高的建筑稳如泰山？

阻尼，其实是一种很常见的物理现象。简单来说，友友资源网是物体运动的一种障碍，比如空空气阻尼、油阻尼、粘性阻尼、摩擦阻尼、涡流阻尼等。，就是我们日常生活中经常遇到的。阻尼器就是利用这种现象 *** 的实用工具。比如汽车上常见的减震器，其实就是减震器的一种。

阻尼器可以理解为能量转换器。我们都知道能量守恒定律——也就是说，在一个封闭的系统中，能量不会消失，也不会由空产生，但是能量是可以相互转化的。比如汽车遇到跨栏时上下震动，这个“运动”就是机械能。“运动”导致弹簧变形，在变形的过程中，一部分能量会转化为弹簧内部的能量。

知道了什么是阻尼器，为什么高层建筑需要阻尼器？

首先，建筑物振动的原因主要有两个。一个原因是地震时建筑物会自然振动，另一个原因是风致振动效应。我国大部分建筑不在地震带上，这里只介绍风致振动效应。

风振效应涉及的知识很复杂，下面简单介绍一下。拿起一张白纸，用嘴使劲吹，会感觉到纸有明显的震动。同样，自超高建筑建成以来，天天优优资源网就一直遭受着这样的“摧残”。如果不采取措施，大楼本身都受不了，何况住在里面的人。

对于一般的钢筋混凝土建筑，钢筋本身是有弹性的，所以我们可以把建筑看成一个大的阻尼器。建筑越高，风振效应越明显。建筑物的结构强度已经不足以减轻振动，需要一些手段来减轻振动，风阻尼器就应运而生了。

风阻尼器，一般称为调谐质量阻尼器。调谐质量阻尼器一般由质量块、弹簧和阻尼系统(阻尼装置)三部分组成。

按阻尼系统分，主要有:油阻尼、粘弹性阻尼、粘性阻尼、涡流阻尼等。油液阻尼是最早的代表性阻尼元件，但由于液压油的品质特性，容易受温度影响，阻尼系数会发生变化。

除涡流阻尼器外，其他阻尼器都存在性能不稳定、需要频繁维护的缺点。而电涡流调谐质量阻尼器采用电磁铁或永磁体，不存在非接触的机械摩擦、润滑和维护。由于建筑向左倾斜，阻尼器向右移动，成功降低了楼梯的振动。上海中心大厦用的就是这种阻尼器，但有创新。

据新闻报道，上海中心大厦使用了世界上之一个摆式涡流调谐质量阻尼器。

所谓钟摆，就像一个钟摆，悬浮在空中摆动。如果不采取措施，摆动的钟摆会在空空气阻力和绳子摩擦力的作用下慢慢停下来，但这个过程太慢，我们需要给它附加一个强大的阻尼系统。

涡流是这种阻尼器采用的阻尼系统。当静磁场中导体板以一定的相对速度运动时，导体板中的磁通量发生变化，感应电流即涡电流会产生与静磁场相反的磁场(感应电场)，阻碍导体板与静磁场之间的相对运动。

在感应磁场和永磁体磁场的相互作用下，晃动的质量体可以迅速将动能转化为内能并耗散掉，所以建筑会很平静。

据上海中心大厦工作人员介绍，阻尼器单边摆动的极限为1m，可以减少强风中高层的晃动，帮助超高层建筑保持建筑的稳定和安全，并使楼内90%的人感到极大的舒适。自2016年投入使用以来，上海中心大厦阻尼器的振荡幅度并未达到极限状态。

带着重达1000吨的阻尼器，我会在暴风雨中屹立不动。因此，上海中心大厦成功经受住了这次超强台风“烟花”的考验。

(作者:梁嘉琪)

科学检查:罗，副研究员，中国科学院物理研究所。

参考:科技日报、新华网。

本文来自:中国数字科技馆

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