理论教育 振动:概念与特性

振动:概念与特性

时间:2023-06-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:自由振动的频率只决定于系统本身的物理性质,称为系统的固有频率。受迫振动是机械系统受外界持续激励所产生的振动。在振动开始一段时间内所出现的随时间变化的振动,称为瞬态振动。因此,不存在外界激励时它也能产生一种稳定的周期振动,维持自激振动的交变力是由运动本身产生的且由反馈和调节环节所控制。自激振动与初始条件无关,其频率等于或接近于系统的固有频率。

振动:概念与特性

机械振动是工业和生活中常见的现象。从广义上说,振动是指描述系统状态的参量(如位移、电压)在其基准值上下交替变化的过程。狭义的振动,是指机械振动,即力学系统中的振动。即物体(或物体的一部分)在平衡位置(物体静止时的位置)附近作的往复运动

机械振动有不同的分类方法。按产生振动的原因,可分为自由振动、受迫振动和自激振动;按振动的规律,可分为简谐振动、非谐周期振动和随机振动;按振动系统结构参数的特性,可分为线性振动和非线性振动;按振动位移的特征,可分为扭转振动和直线振动。

自由振动是指去掉激励或约束之后,机械系统所出现的振动。振动只靠其弹性恢复力来维持,当有阻尼时振动便逐渐衰减。自由振动的频率只决定于系统本身的物理性质,称为系统的固有频率。(www.daowen.com)

受迫振动是机械系统受外界持续激励所产生的振动。简谐激励是最简单的持续激励。受迫振动包含瞬态振动和稳态振动。在振动开始一段时间内所出现的随时间变化的振动,称为瞬态振动。经过短暂时间后,瞬态振动即消失。系统从外界不断地获得能量来补偿阻尼所耗散的能量,因而能够作持续的等幅振动,这种振动的频率与激励频率相同,称为稳态振动。

自激振动指的是在非线性振动中,系统只受其本身产生的激励所维持的振动。自激振动系统本身除具有振动元件外,还具有非振荡性的能源、调节环节和反馈环节。因此,不存在外界激励时它也能产生一种稳定的周期振动,维持自激振动的交变力是由运动本身产生的且由反馈和调节环节所控制。振动一旦停止,该交变力也随之消失。自激振动与初始条件无关,其频率等于或接近于系统的固有频率。例如,飞机飞行过程中机翼的颤振、机床工作台在滑动导轨上低速移动时的爬行、钟表摆的摆动和琴弦的振动都属于自激振动。

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