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机械振动小结

已有 4615 次阅读 2010-6-11 14:21 |个人分类:物理学|系统分类:科研笔记| 振动, 机械

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1.一个系统的某一物理量的值不断地经过极大值和极小值而变化的现象一般称为振荡,在力学系统或声学系统中,则称为机械振动,或称振动。脉冲地或短暂地施加于物体或设备以激发其振动的力称为冲击。振动是稳态的变化,而冲击则是暂态的

2.分布系统(例如弦、棒、膜、板以及更为复杂的结构)上,质点数是无穷的,自由度数也是无穷的。处理分布系统的振动问题就不能用以上方法考虑各个质点的运动,而要考虑系统中振动的空间分布和时间分布,用对空间坐标和时间的偏微分方程描述。在很多情况(例如弦、棒、膜、板),振动物体形状简单,因而边界条件也很简单,选择适当坐标系统就可以求解微分方程。但在实际问题中,边界条件往往是非常复杂的,偏微分方程的求解根本不可能,就只能用近似方法处理。

3.有限元法是解决这类问题的一个有力的工具,方法是把连续的物体简化为若干互相连结的单元,而用对时间的常微分方程组(可能有几十个甚至几千个、几万个方程)求解。增加单元数可使计算结果准确到任何需要的程度。振动方式分析则是利用多点测量结果,算出各个简正振动的空间分布和简正频率。在频率高时,简正振动的分布很密,可用统计方法考虑能量关系求得振动传递性质,这称为统计能量分析,或用功率流法分析功率关系。这两种方法都是近似方法,只能给出平均情况,未计及每个简正频率的共振现象。如果对后者作一估计,在实际工作中就很有意义。有限元法还发展为表面元法,计算工作更为简化。

4.一般机器、设备的振动除影响它的稳定度以外还使它易于磨损,降低使用寿命。在强烈振动下,测试仪表可能暂时工作不正常(失效),甚至机器或部件损坏(振动疲劳)。所以仪器设备的振动问题非常重要。产生振动的驱动力来源为:①旋转或往复部件的不平衡;②磁力不平衡;③部件的互相碰撞。此外强大气流或强烈噪声(声致振动)在气动设备和航空器上产生的振动更加重要。转动机器还有另一性质,它的转速高到一定程度,转子或轴可产生共振,因而产生很大振幅,甚至破坏,这称为临界速度,必须避免。



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1 吕喆

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