QUIETOUCH | 小球“变懒”之航天实验减振科学大揭秘

        2022年10月12日，神舟十四号飞行乘组航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲依次“飞”到镜头前，面向广大青少年进行太空授课——奇妙的天地互动实验，其中小球“变懒”实验引发了广泛的讨论，到底是什么原因引发了小球“变懒”呢？

        在航天小实验中，我们可以看到当水球中没有设置阻尼钢球时，水球在吹风机的风载荷激励下振动非常剧烈，而在水球中包裹一个钢球后，在吹风机的风载荷激励下水球振动明显减少，且水球的抗风性能大大增加。

调谐质量阻尼器（tmd）工作示意图

铁塔振动演示模型

        其实，包覆了水的钢球，在整体上就形成了一个结构被动控制装置——调谐阻尼器（TMD）。当受到风的激励后，嵌入水中的钢球就会按照一定的频率振动，从而抵消整体的振动。它的应用与我们的生活息息相关，其知名的应用案例包括上海中心、台北101大厦等。

粒子阻尼技术原理演示

        更有意思的是，研究发现如果将宇航员放置到水球中的钢球设置成由多个小钢球组合成的一个包袋，水球的振动会大幅度降低，这则是简单阻尼器的升级——粒子阻尼减振器。在调谐的基础上，利用粒子系统运动过程中粒子之间的非弹性碰撞和摩擦，消耗振动系统的振动机械能以实现振动体减振，形成振动阻尼效果。这也正是厦门环寂高科有限公司（以下简称“环寂高科”）的明星自研产品。

        下图所示为环寂高科自主研发设计的、专门用于通信铁塔减振的粒子阻尼调谐质量阻尼器。随着4G、5G加速规模及共享建设，通信铁塔资源共享率逐年提升，但其资产成新率整体下降。随着射频设备不断增加，大部分通信铁塔已经普遍处于超负荷运行状态。近年，极端天气频繁出现，当通信铁塔承载能力不足时，在极限载荷的作用下，通信铁塔可能会发生塔体折弯、倾覆的严重事故，铁塔加固事宜迫在眉睫。城市寸土寸金，人流车流密集，传统的斜撑、拉索等加固方案毫无“用武之地”。而粒子阻尼调谐质量阻尼器可以在几乎不增加运维成本的基础上，同时增加铁塔的搭载能力，适用于对抗风有需求的不同区域、不同高度、不同超标范围的通信铁塔。除此之外，环寂高科还自主研发设计了多种用于控制不同设备振动的阻尼减振器，在人行天桥、楼梯、车间楼板、管路、大楼、桥梁等众多场景中均有应用，效果优良。

        环寂高科始终坚持“科学至上，创新引领，客户导向，工匠精神”的核心价值观，以“消减振动，保障安全，隔绝噪声，营造静谧”为服务宗旨，真正解决客户的振动和噪声困扰。我司在“消吸隔减”四个维度上均有完善的专利、技术及产品，面向建筑、石油、化工、电力、通信、交通等领域，提供全流程、全链条、专业化、标准化的减振降噪服务。