減衰能力

減衰能は、材料の機械的特性であり、機械的振動または波の伝播中に弾性ひずみエネルギーを消散させる材料の能力を測定します。減衰能に従ってランク付けすると、材料は大まかに高減衰または低減衰に分類できます。低減衰材料は、持続的な機械的振動と音波伝播が求められる楽器に使用できます。逆に、高減衰材料は、ノイズの制御や敏感なシステムや機器の安定性のために振動を抑制するのに役立ちます。^[1]

工作機械のベースやクランクシャフトなど、動作中に不要な振動が誘発される構造に使用される材料には、大きな減衰能力が求められます。真鍮や鋼鉄などの材料は減衰能力が小さいため、振動エネルギーは減衰することなく伝達されます。大きな減衰能力を持つ材料の例としては、ねずみ鋳鉄があります。^[2]

この効果を理解するには、誇張された特徴を持つ応力-ひずみ図を観察する必要があります。応力の単位は単位面積あたりの力ですが、ひずみの単位は長さあたりです。負荷サイクルと除荷サイクルの各瞬間を積分してカバーされる面積は、力と長さの積分で表され、これは単位体積あたりのエネルギーに相当します。このエネルギーは、減衰をもたらす材料の体積内で熱に変換される機械的エネルギーの量を表します。