一、機(jī)械報(bào)動的研究內(nèi)容
機(jī)械振動問頤廣泛地存在于機(jī)械r程的各個(gè)領(lǐng)城內(nèi).常見的間題有:如何提高機(jī)械系統(tǒng)的抗振能力;如何防止系統(tǒng)產(chǎn)生共振;如何避免系統(tǒng)的自振。不平衡慣性力引起振動的平衡問頤;減振與隔振;沖擊與沖擊隔離:嗓聲控制和振動利用等。隨著近代振動理論的迅速發(fā)展.以及電子計(jì)算機(jī)和側(cè)試儀器的發(fā)展和完善.振動分析的方法和手段發(fā)生了飛躍性變革.任何復(fù)雜的機(jī)械和結(jié)構(gòu)幾乎都可以進(jìn)行T.程所需柄度的分析。許多振動現(xiàn)象是有益于人類的.例如電進(jìn)波的激發(fā)、樂器的發(fā)聲和齊種振動機(jī)械的運(yùn)用等。但是在多數(shù)悄況下.振動卻帶來有害的形響.由于振動.降低r機(jī)器的動態(tài)精度和使用性能。由于振動，導(dǎo)致機(jī)械使用壽命的降低和災(zāi)難性事故的發(fā)生。此外.由于振動而產(chǎn)生的噪聲公害日益嚴(yán)重.使人煩跳、厭倦和疲勞.降低T.作效率.影響人體健康。因此.研振動對機(jī)械的使用和設(shè)計(jì)具有宜要的實(shí)際愈義.隨著大型復(fù)雜的高速旋轉(zhuǎn)機(jī)械的不斷增加和〔業(yè)發(fā)展水平的不斷提高，這種研究的迫切性也就璐來越顯現(xiàn) 在振動研究中，一般把被研究的對象，小到一個(gè)零件.大到一個(gè)龐大的1幾程結(jié)構(gòu)或機(jī)器.稱為系統(tǒng);把外界對系統(tǒng)的作用或機(jī)器運(yùn)動所產(chǎn)生的力稱為撇振或輸人;把系統(tǒng)在激振作用下產(chǎn)生的動態(tài)變化稱為響應(yīng)或愉出。機(jī)械振動這門學(xué)科就是分析系統(tǒng)、激振和響應(yīng)這三者之間的關(guān)系。隨著測試儀器的發(fā)展和完替.振動的實(shí)駿研究已發(fā)展成一種獨(dú)立的解決問妞的手段。振動問題的理論分析和實(shí)驗(yàn)研究，這兩種方法的相互補(bǔ)充，為解決復(fù)雜機(jī)械振動問皿創(chuàng)造了有利的條件。
振動研究所要解決的問壓可歸納為以下幾類:(響應(yīng)分析.已知軸人和系統(tǒng)的參數(shù).求系統(tǒng)的響應(yīng).即求系統(tǒng)的振動位移、振動速度和振動加速度響應(yīng).為設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)械結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度、允許的振動能*水平提供依據(jù)。(2)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。已知系統(tǒng)的激振，設(shè)計(jì)合理的系統(tǒng)參數(shù)，滿足預(yù)定要求的動態(tài)響應(yīng)。(3)系統(tǒng)識別。在已知輸人和愉出的情況下求系統(tǒng)參教，對已有的機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行激振，洲得在滋振下的響應(yīng)，然后識別系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)。(4)環(huán)境預(yù)側(cè)。已知系統(tǒng)的翰出及系統(tǒng)的參數(shù)，確定系統(tǒng)的鈞人.以判別系統(tǒng)的環(huán)境特性.
二、機(jī)械振動的研究方法
研究機(jī)械系統(tǒng)的振動問妞，一般分為下列幾個(gè)步驟：
建立力學(xué)模型
實(shí)際的機(jī)械振動系統(tǒng)往往是很復(fù)雜的，為便于分析和計(jì)算.必須抓住主要因素.而略去一些次要因素，將實(shí)際系統(tǒng)簡化和抽象為動力學(xué)模型。簡化的程度取決于系統(tǒng)木身的復(fù)雜程度、要求計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性以及采用的計(jì)算工具和計(jì)算方法等。 動力學(xué)模型要表示系統(tǒng)的主要動態(tài)特性及外部激振情況。機(jī)械系統(tǒng)本身結(jié)構(gòu)的動態(tài)特性參數(shù)是質(zhì)*、剛度《或彈性)和阻尼.如何進(jìn)行簡化是值得認(rèn)真研究的。 如圖I-1(a)表示一輛汽車沿道路行駛時(shí)車身振動的力學(xué)模型.它是一個(gè)二自由度系統(tǒng)，其中彈筑常數(shù)就是懸架和輪胎的等效剛度，阻尼器表示減振器、懸架和輪胎的等效阻尼.車身的慣性簡化為平移質(zhì)*m和繞質(zhì)心的轉(zhuǎn)動慣量I.圖1-1(b)表示一橋式起重機(jī)起吊盆時(shí)的情況.研究突然吊起皿物時(shí)繩索及橋架結(jié)構(gòu)中的動力響應(yīng).可簡化為雙質(zhì)量彈黃系統(tǒng)。
其中:是小車質(zhì)皿加二分之一橋架質(zhì)*.m=為重物的質(zhì)盆:湯。是橋架跨中的剛度;鑫:是繩索的剛度。建立的力學(xué)模型與實(shí)際的機(jī)械系統(tǒng)越接近，則分析的結(jié)果與實(shí)際情況越接近。
建立毅學(xué)櫻型
應(yīng)用物理定律對所建立的力學(xué)摸型進(jìn)行分析.導(dǎo)出描述系統(tǒng)特性的數(shù)學(xué)方程。通常振動問題的數(shù)學(xué)模型表現(xiàn)為徽分方程的形式。
方程的求解為得到描述系統(tǒng)運(yùn)動的數(shù)學(xué)表達(dá)式.就需對數(shù)學(xué)模型求解。通常這種數(shù)學(xué)表達(dá)式是位移為時(shí)間函數(shù)的形式。它表明系統(tǒng)運(yùn)動、系統(tǒng)性質(zhì)和激振(含初始干擾》的關(guān)系.
分析結(jié)論:根據(jù)方程的解提供的規(guī)律和系統(tǒng)的工作要求及結(jié)構(gòu)特點(diǎn).可以作出設(shè)計(jì)和改進(jìn)的決斷，以獲得問題的*佳解決方案。
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