机械振动的基本概念课件

第一讲绪论

1、机械振动的概念

机械振动是一种特殊形式的机械运动，是系统在某一位置附近所作的往复运动anymotionthatrepeatsitselfafteranintervaloftime。振动属于动力学的第二类问题－已知主动力求运动汽车在不平路面上行驶时所产生的剧烈颠簸；舰船在波浪的作用下的俯仰运动、侧摆运动；建筑物在地震波的作用下所产生的剧烈晃动；车辆通过时，桥梁的剧烈振动；机床的切削颤振；飞行时机翼的颤动；输电线的舞动等2、振动的危害2、振动的危害与振动噪声的控制2、振动的危害2、振动的危害与振动噪声的控制2、振动的危害与振动噪声的控制2、振动的危害与振动噪声的控制2、振动的危害与振动噪声的控制2、振动的危害与振动噪声的控制神七在进行舰箭整体实验2、振动的有效利用振动破拱振动布料振动给料振动输送振动提升振动排队振动混合振动装料振动压实振动料斗输送给料类筛分选别类冷却干燥类成型密实类破碎粉磨类振动分类振动离心脱水振动冷却振动选别振动整形振动筛分振动重力脱水振动干燥振动成型共振筛分振动密实振动冷冻振动中碎振动光饰振动球磨振动破碎振动碎冰2、振动的有效利用桩基检测振动测量仪振动勘探振动平衡振动测量振动诊断振动监察附着振捣插入振捣振动捣固振动沉桩振动摊铺振动压路振动夯土振动装载振动犁耙振动铲斗振动熨平振动拔桩振动锤锻振动钻探振动碎石振动凿岩振动清理振动疏通振动清砂振动落砂清理疏通类振捣打拔类犁铲装载类钻探凿岩类测量诊断类2、振动的有效利用声波制冷机械式钟表振动电推振动捆梆振动采集振动时效石英钟表振动同步混沌混合弗洛里特摆摩擦摆混沌保密次声破碎声检测技术噪声控制器海浪发电振波采油潮汐发电交流发电感应加热交流输电变频器管弦乐器振动健身振动按摩振动床振动计时类振动健身类其他用途类发电输电类声测声控类电子计时器2、振动的有效利用太哈兹波检测试B射线波的利用光纤通信紫外消毒工业CT声级计电波发射微波加热红外监察远红外检测红外成像电子振荡医用CTX光机核磁共振B超超声应用类检测医疗类通讯传播类激光应用类特殊应用类激光振荡激光切割激光测距磁致伸缩超声检测超声油水混合超声电机超声减阻超声切削超声碎石种子超声处理振动系统即可以是简单的离散系统，如钟摆，也可以是连续系统如桥梁、机翼。即可以是机械系统，如车辆，也可以是结构系统如高层建筑。广义坐标与自由度广义坐标能够完全确定系统在运动过程中的某一瞬时在空间所处的几何位置与形状的独立参变量。与分析其他动力学问题不同的是：一般情形下，都选择平衡位置作为广义坐标的原点。自由度：系统独立坐标的数目。单摆有一个自由度；

弹簧摆有两个自由度；

若弹簧摆悬挂的是一个刚性杆，则有三个自由度机械振动的分类

按描述系统运动的自由度数：

单自由度和多自由度振动系统统称为离散系统。无限自由度系统具有连续分布的质量与连续分布的弹性，因而也称为分布参数系统。它们的振动规律要用空间坐标和时间的函数来描述，故其运动微分方程是偏微分方程。由于振动时物体所产生的变形大多数情况下限于弹性变形，所以无限自由度系统的振动又称为弹性体的振动。在一般情况下，可用适当的准则将分布参数“凝缩”成有限个离散的参数，这样便得到离散系统，从而对连续系统进行简化。机翼颤振的离散化模型按描述系统运动的微分方程的性质：

单摆的运动微分方程为按振动系统的激励源

自由振动(FreeVibration)：Ifasystem,afteraninitialdisturbance,islefttovibrateonitsown,theensuingvibrationisknownas~.Noexternalforceactsonthesystem.受迫振动(ForcedVibration)：Ifasystemissubjecttoanexternalforce,theresultingvibrationisknownas~自激振动;参数振动电铃的工作原理示意图干摩擦引起的自激振动

参数激励的情况按振动系统的响应(信号)

y1=sin(t)，y2=sin(t)+sin(3*t)，y3=sin(t)+sin(sqrt(2)*t)的时间历程

Phenomenonofbeats

振动分析的三个基本问题

振动设计：即根据激励和系统特性研究响应的规律系统识别：即根据激励和响应确定系统的参数

环境预测：即根据系统特性和响应确定激励的性质

激励(输入)响应(输出)振动系统振动系统的组成

惯性元件：只有惯性没有弹性，贮存动能。对平动元件，用质量表示；对转动元件，用转动惯量表示。弹性元件：只有弹性没有惯性，贮存势能，最常见的弹性元件是弹簧。阻尼元件：耗能元件，常用油缸和活塞之间的摩擦力表示。

研究振动问题的一般步骤1)建立力学模型：根据需要对研究的物理系统进行简化，包括结构、参数、受力、运动情况等。2)建立数学模型：根据牛顿第二定律、达郎伯原理、拉格朗日方程等建立描述振动系统运动规律的微分方程。3)求解：如果比较复杂，可借助于计算机实现。4)解的分析或根据解的规律进行优化设计，从而充分地利用振动和有效地抑制振动。

理论分析方法：包括各种近似分析方法。数值分析方法：利用编程或商业软件。

实验分析方法：借助实验设备和分析仪器完成。振动分析的一般方法机翼颤振的两自由度模型机翼颤振的离散化模型输电线舞动的两自由度模型Thespaceneedle(structure)Modelingoftallstructureasspring-masssystem磁悬浮列车的振动分析模型References1庄表中，黄志强编著．振动分析基础．北京：科学出版社，19852SingiresuS.Rao．MECHANICALVIBRATIONS(4thedition),PearsonEducationInc.,2004S.3郑兆昌主编．机械振动．北京：机械工业出版社，19804吴淇泰编著．振动分析．杭州：浙江大学出版社，19895倪振华编著．振动力学．西安：西安交通大学出版社，19896程耀东编著．机械振动学（线性振动部分）．杭州：浙江大学出版社，19887铁木辛柯等著，胡人礼译．工程中的振动问题．北京：人民铁道出版社，19788张令弥编著．振动测试与动态分析．北京：