機(jī)械振動(dòng)的基本概念課件

第一講緒論

1、機(jī)械振動(dòng)的概念

機(jī)械振動(dòng)是一種特殊形式的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，是系統(tǒng)在某一位置附近所作的往復(fù)運(yùn)動(dòng)anymotionthatrepeatsitselfafteranintervaloftime。振動(dòng)屬于動(dòng)力學(xué)的第二類問題－已知主動(dòng)力求運(yùn)動(dòng)汽車在不平路面上行駛時(shí)所產(chǎn)生的劇烈顛簸；艦船在波浪的作用下的俯仰運(yùn)動(dòng)、側(cè)擺運(yùn)動(dòng)；建筑物在地震波的作用下所產(chǎn)生的劇烈晃動(dòng)；車輛通過時(shí)，橋梁的劇烈振動(dòng)；機(jī)床的切削顫振；飛行時(shí)機(jī)翼的顫動(dòng)；輸電線的舞動(dòng)等2、振動(dòng)的危害2、振動(dòng)的危害與振動(dòng)噪聲的控制2、振動(dòng)的危害2、振動(dòng)的危害與振動(dòng)噪聲的控制2、振動(dòng)的危害與振動(dòng)噪聲的控制2、振動(dòng)的危害與振動(dòng)噪聲的控制2、振動(dòng)的危害與振動(dòng)噪聲的控制2、振動(dòng)的危害與振動(dòng)噪聲的控制神七在進(jìn)行艦箭整體實(shí)驗(yàn)2、振動(dòng)的有效利用振動(dòng)破拱振動(dòng)布料振動(dòng)給料振動(dòng)輸送振動(dòng)提升振動(dòng)排隊(duì)振動(dòng)混合振動(dòng)裝料振動(dòng)壓實(shí)振動(dòng)料斗輸送給料類篩分選別類冷卻干燥類成型密實(shí)類破碎粉磨類振動(dòng)分類振動(dòng)離心脫水振動(dòng)冷卻振動(dòng)選別振動(dòng)整形振動(dòng)篩分振動(dòng)重力脫水振動(dòng)干燥振動(dòng)成型共振篩分振動(dòng)密實(shí)振動(dòng)冷凍振動(dòng)中碎振動(dòng)光飾振動(dòng)球磨振動(dòng)破碎振動(dòng)碎冰2、振動(dòng)的有效利用樁基檢測振動(dòng)測量儀振動(dòng)勘探振動(dòng)平衡振動(dòng)測量振動(dòng)診斷振動(dòng)監(jiān)察附著振搗插入振搗振動(dòng)搗固振動(dòng)沉樁振動(dòng)攤鋪振動(dòng)壓路振動(dòng)夯土振動(dòng)裝載振動(dòng)犁耙振動(dòng)鏟斗振動(dòng)熨平振動(dòng)拔樁振動(dòng)錘鍛振動(dòng)鉆探振動(dòng)碎石振動(dòng)鑿巖振動(dòng)清理振動(dòng)疏通振動(dòng)清砂振動(dòng)落砂清理疏通類振搗打拔類犁鏟裝載類鉆探鑿巖類測量診斷類2、振動(dòng)的有效利用聲波制冷機(jī)械式鐘表振動(dòng)電推振動(dòng)捆梆振動(dòng)采集振動(dòng)時(shí)效石英鐘表振動(dòng)同步混沌混合弗洛里特?cái)[摩擦擺混沌保密次聲破碎聲檢測技術(shù)噪聲控制器海浪發(fā)電振波采油潮汐發(fā)電交流發(fā)電感應(yīng)加熱交流輸電變頻器管弦樂器振動(dòng)健身振動(dòng)按摩振動(dòng)床振動(dòng)計(jì)時(shí)類振動(dòng)健身類其他用途類發(fā)電輸電類聲測聲控類電子計(jì)時(shí)器2、振動(dòng)的有效利用太哈茲波檢測試B射線波的利用光纖通信紫外消毒工業(yè)CT聲級計(jì)電波發(fā)射微波加熱紅外監(jiān)察遠(yuǎn)紅外檢測紅外成像電子振蕩醫(yī)用CTX光機(jī)核磁共振B超超聲應(yīng)用類檢測醫(yī)療類通訊傳播類激光應(yīng)用類特殊應(yīng)用類激光振蕩激光切割激光測距磁致伸縮超聲檢測超聲油水混合超聲電機(jī)超聲減阻超聲切削超聲碎石種子超聲處理振動(dòng)系統(tǒng)即可以是簡單的離散系統(tǒng)，如鐘擺，也可以是連續(xù)系統(tǒng)如橋梁、機(jī)翼。即可以是機(jī)械系統(tǒng)，如車輛，也可以是結(jié)構(gòu)系統(tǒng)如高層建筑。廣義坐標(biāo)與自由度廣義坐標(biāo)能夠完全確定系統(tǒng)在運(yùn)動(dòng)過程中的某一瞬時(shí)在空間所處的幾何位置與形狀的獨(dú)立參變量。與分析其他動(dòng)力學(xué)問題不同的是：一般情形下，都選擇平衡位置作為廣義坐標(biāo)的原點(diǎn)。自由度：系統(tǒng)獨(dú)立坐標(biāo)的數(shù)目。單擺有一個(gè)自由度；

彈簧擺有兩個(gè)自由度；

若彈簧擺懸掛的是一個(gè)剛性桿，則有三個(gè)自由度機(jī)械振動(dòng)的分類

按描述系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的自由度數(shù)：

單自由度和多自由度振動(dòng)系統(tǒng)統(tǒng)稱為離散系統(tǒng)。無限自由度系統(tǒng)具有連續(xù)分布的質(zhì)量與連續(xù)分布的彈性，因而也稱為分布參數(shù)系統(tǒng)。它們的振動(dòng)規(guī)律要用空間坐標(biāo)和時(shí)間的函數(shù)來描述，故其運(yùn)動(dòng)微分方程是偏微分方程。由于振動(dòng)時(shí)物體所產(chǎn)生的變形大多數(shù)情況下限于彈性變形，所以無限自由度系統(tǒng)的振動(dòng)又稱為彈性體的振動(dòng)。在一般情況下，可用適當(dāng)?shù)臏?zhǔn)則將分布參數(shù)“凝縮”成有限個(gè)離散的參數(shù)，這樣便得到離散系統(tǒng)，從而對連續(xù)系統(tǒng)進(jìn)行簡化。機(jī)翼顫振的離散化模型按描述系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)的微分方程的性質(zhì)：

單擺的運(yùn)動(dòng)微分方程為按振動(dòng)系統(tǒng)的激勵(lì)源

自由振動(dòng)(FreeVibration)：Ifasystem,afteraninitialdisturbance,islefttovibrateonitsown,theensuingvibrationisknownas~.Noexternalforceactsonthesystem.受迫振動(dòng)(ForcedVibration)：Ifasystemissubjecttoanexternalforce,theresultingvibrationisknownas~自激振動(dòng);參數(shù)振動(dòng)電鈴的工作原理示意圖干摩擦引起的自激振動(dòng)

參數(shù)激勵(lì)的情況按振動(dòng)系統(tǒng)的響應(yīng)(信號)

y1=sin(t)，y2=sin(t)+sin(3*t)，y3=sin(t)+sin(sqrt(2)*t)的時(shí)間歷程

Phenomenonofbeats

振動(dòng)分析的三個(gè)基本問題

振動(dòng)設(shè)計(jì)：即根據(jù)激勵(lì)和系統(tǒng)特性研究響應(yīng)的規(guī)律系統(tǒng)識別：即根據(jù)激勵(lì)和響應(yīng)確定系統(tǒng)的參數(shù)

環(huán)境預(yù)測：即根據(jù)系統(tǒng)特性和響應(yīng)確定激勵(lì)的性質(zhì)

激勵(lì)(輸入)響應(yīng)(輸出)振動(dòng)系統(tǒng)振動(dòng)系統(tǒng)的組成

慣性元件：只有慣性沒有彈性，貯存動(dòng)能。對平動(dòng)元件，用質(zhì)量表示；對轉(zhuǎn)動(dòng)元件，用轉(zhuǎn)動(dòng)慣量表示。彈性元件：只有彈性沒有慣性，貯存勢能，最常見的彈性元件是彈簧。阻尼元件：耗能元件，常用油缸和活塞之間的摩擦力表示。

研究振動(dòng)問題的一般步驟1)建立力學(xué)模型：根據(jù)需要對研究的物理系統(tǒng)進(jìn)行簡化，包括結(jié)構(gòu)、參數(shù)、受力、運(yùn)動(dòng)情況等。2)建立數(shù)學(xué)模型：根據(jù)牛頓第二定律、達(dá)郎伯原理、拉格朗日方程等建立描述振動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)規(guī)律的微分方程。3)求解：如果比較復(fù)雜，可借助于計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)。4)解的分析或根據(jù)解的規(guī)律進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，從而充分地利用振動(dòng)和有效地抑制振動(dòng)。

理論分析方法：包括各種近似分析方法。數(shù)值分析方法：利用編程或商業(yè)軟件。

實(shí)驗(yàn)分析方法：借助實(shí)驗(yàn)設(shè)備和分析儀器完成。振動(dòng)分析的一般方法機(jī)翼顫振的兩自由度模型機(jī)翼顫振的離散化模型輸電線舞動(dòng)的兩自由度模型Thespaceneedle(structure)Modelingoftallstructureasspring-masssystem磁懸浮列車的振動(dòng)分析模型References1莊表中，黃志強(qiáng)編著．振動(dòng)分析基礎(chǔ)．北京：科學(xué)出版社，19852SingiresuS.Rao．MECHANICALVIBRATIONS(4thedition),PearsonEducationInc.,2004S.3鄭兆昌主編．機(jī)械振動(dòng)．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，19804吳淇泰編著．振動(dòng)分析．杭州：浙江大學(xué)出版社，19895倪振華編著．振動(dòng)力學(xué)．西安：西安交通大學(xué)出版社，19896程耀東編著．機(jī)械振動(dòng)學(xué)（線性振動(dòng)部分）．杭州：浙江大學(xué)出版社，19887鐵木辛柯等著，胡人禮譯．工程中的振動(dòng)問題．北京：人民鐵道出版社，19788張令彌編著．振動(dòng)測試與動(dòng)態(tài)分析．北京：