مبانی میراگرها - سیستم جرم و فنر
هدف از جداسازی ارتعاش (vibration isolation)، جداسازی منبع ارتعاش از محیط به منظور کاهش انتقال ارتعاشات و صدای structure-borne است. این جداسازی با ایجاد سیستمی با قابلیت ارتعاش حاصل می‌شود. جداسازی می‌تواند به طور مستقیم در منبع (ضربه بر روی کف یا هر جز ساختمانی دیگر، سیستم‌های تهویه هوا، خطوط ریلی و … ) با نصب یک لایه الاستیک قابل ارتجاع؛ سیستم جرم-فنر (Mass-spring) صورت بگیرد.
عملکرد این لایه الاستیک را می‌توان با استفاده از مدل ساده فیزیکی؛ ارتعاشات در یک سیستم یک درجه آزادی توصیف کرد. اگر یک نیروی خارجی (F) تعادل جرم فوقانی (m) را بر هم بزند، این جرم با فرکانس طبیعی f0 ارتعاش می کند. دامنه ارتعاش با گذشت زمان کاهش می یابد که سرعت این کاهش بستگی به میرایی سیستم (D) دارد.
شکل 1 - سیستم جرم و فنر و دمپر
در این سیستم جرم مرتعش از طریق فنر (لایه الاستیک قابل ارتجاع) به سطحی که به آن متصل شده است، نیرو منتقل می‌کند. عایق‌بندی ارتعاش توسط تابع تراگسیل V تعریف می‌گردد:
بازده عایق‌بندی در اجرای فونداسیون الاستیک قابل ارتجاع (سیستم جرم-فنر) به درصد یا توسط فاکتور تراگسیل (L) بر حسب dB نمایش داده می‌شود. تابع تراگسیل رابطه ریاضی بین یک اثر (دامنه تحریک) روی سیستم و پاسخ آن (دامنه ارتعاش) را توصیف می‌کند.
همانطور که در نمودار زیر نشان داده شده است هنگامیکه فرکانس اعمال شده از صفر شروع به افزایش می‌کند، تراگسیل‌پذیری به تدریج افزایش می‌یابد و در نقطه تشدید f=f0 به حداکثر مقدار خود می‌رسد. برای مدل ساده در یک سیستم یک درجه آزادی، گذار از تقویت ارتعاش به جداسازی (ایزولاسیون) در نقطه f=√2 f0 رخ می‌دهد بنابراین ناحیه f > √2 f0 ناحیه مناسب جهت طراحی فونداسیون و ایزولاسیون ارتعاشات سیستم می‌باشد.
