机械振动基础
机械振动基础
PART1 引言 PART2单自由度线性系统的振动 PART3 多自由度线性系统的振动
PART1 引言 PART2 单自由度线性系统的振动 PART3 多自由度线性系统的振动
PART1 引言 1.1机械振动概述 1.2内容及要求
PART1 引言 1.1 机械振动概述 1.2 内容及要求
PART1 引言 1.1机械振动概述 振动现象 心脏的搏动、耳膜和声带的振动等 汽车、火车、飞机及机械设备的振动 家用电器、钟表的振动 地震以及声、电、磁、光的波动等等 振动的危害 轻则影响乘坐的舒适性；降低机器及仪表的精度 重则侧危害人体健康；引起机械设备及土木结构的破坏； 振动的利用 琴弦振动；振动沉桩、振动拔桩以及振动捣固等；振动检测； 振动压路机、振动给料机和振动成型机等
1. 1 机械振动概述 PART1 引言 振动现象 心脏的搏动、耳膜和声带的振动等 汽车、火车、飞机及机械设备的振动 家用电器、钟表的振动 地震以及声、电、磁、光的波动等等 振动的危害 轻则 影响乘坐的舒适性；降低机器及仪表的精度 重则 危害人体健康；引起机械设备及土木结构的破坏； 振动的利用 琴弦振动；振动沉桩、振动拔桩以及振动捣固等；振动检测； 振动压路机、振动给料机和振动成型机等
1.1机械振动概述 机械振动的基本概念及研究目的 机械振动机械或结构在平衡位置附近的往复运动。 研究目的 利用振动为人类造福； 减少振动的危害。 自由度就是确定系统在振 动过程中任何瞬时几何位置 机械振动的分类 所需独立坐标的数目 1.按振动系统的自由度数分类 单自由度系统振动—确定系统在振动过程中任何瞬时几何位置 只需要一个独立坐标的振动； 多自由度系统振动—确定系统在振动过程中任何瞬时几何位置 需要多个独立坐标的振动； 连续系统振动一确定系统在振动过程中任何瞬时几何位置需要 无穷多个独立坐标的振动
1. 1 机械振动概述 机械振动的基本概念及研究目的 机械振动 机械或结构在平衡位置附近的往复运动。 研究目的 利用振动为人类造福； 减少振动的危害。 机械振动的分类 1．按振动系统的自由度数分类 自由度就是确定系统在振 动过程中任何瞬时几何位置 所需独立坐标的数目 单自由度系统振动——确定系统在振动过程中任何瞬时几何位置 只需要一个独立坐标的振动； 多自由度系统振动——确定系统在振动过程中任何瞬时几何位置 需要多个独立坐标的振动； 连续系统振动——确定系统在振动过程中任何瞬时几何位置需要 无穷多个独立坐标的振动
1.1机械振动概述 机械振动的分类 2.按振动系统所受的激励类型分类 自由振动— 系统受初始干扰或原有的外激励取消后产生的振动； 强迫振动 系统在外激励力作用下产生的振动： 自激振动一 系统在输入和输出之间具有反馈特性并有能源补充 而产生的振动。 3.按系统的响应（振动规律）分类 简谐振动— 能用一项时间的正弦或余弦函数表示系统响应的振动： 周期振动 能用时间的周期函数表示系统响应的振动； 瞬态振动一只能用时间的非周期衰减函数表示系统响应的振动： 随机振动 不能用简单函数或函数的组合表达运动规律，而只能 用统计方法表示系统响应的振动
机械振动的分类 2．按振动系统所受的激励类型分类 自由振动——系统受初始干扰或原有的外激励取消后产生的振动； 强迫振动——系统在外激励力作用下产生的振动； 自激振动——系统在输入和输出之间具有反馈特性并有能源补充 而产生的振动。 1. 1 机械振动概述 3．按系统的响应（振动规律）分类 简谐振动——能用一项时间的正弦或余弦函数表示系统响应的振动； 周期振动——能用时间的周期函数表示系统响应的振动； 瞬态振动——只能用时间的非周期衰减函数表示系统响应的振动； 随机振动——不能用简单函数或函数的组合表达运动规律，而只能 用统计方法表示系统响应的振动
1.1机械振动概述 机械振动的分类 4.按描述系统的微分方程分类 线性振动—能用常系数线性微分方程描述的振动； 非线性振动一只能用非线性微分方程描述的振动
机械振动的分类 4．按描述系统的微分方程分类 线性振动——能用常系数线性微分方程描述的振动； 非线性振动——只能用非线性微分方程描述的振动。 1. 1 机械振动概述
1.1机械振动概述 机械振动问题 1.响应分析 已知系统参数及外界激励 求系统的响应（位移、速度、加速度和力的响应等） 激 输入) 响应出) 痕系统 系统尚不存在，需要设计合理 的系统参数，使系统在已知激 2.系统设计和系统辨识 励下达到给定的响应水平。 己知系统的激励和响应 系统已经存在，需要根据测量 求系统参数 获得的激励和响应识别系统参 数，以便更好地研伦系统特性。 激励输入) 响应 输出) 振系统
机械振动问题 1．响应分析 √ √ ? 已知系统参数及外界激励 求系统的响应(位移、速度、加速度和力的响应等） 1. 1 机械振动概述 2．系统设计和系统辨识 系统尚不存在，需要设计合理 的系统参数，使系统在已知激 励下达到给定的响应水平。 系统已经存在，需要根据测量 获得的激励和响应识别系统参 数，以便更好地研究系统特性。 ? √ √ 已知系统的激励和响应 求系统参数
1.1机械振动概述 机械振动问题 3.环境预测 已知系统响应和系统参数 确定系统的激励 激中 输入) 响应 出) 疯系统 解决振动问题的方法 解析 1. 理论分析 数学工具 解 实际 力学原理 微分 振动 系统 方程 数值 特性 2. 试验研究 计算机
已知系统响应和系统参数 ? √ √ 确定系统的激励 1. 1 机械振动概述 实际 系统 力学原理 微分 方程 数值 解 解析 解 计算机 数学工具 振动 特性 1. 理论分析 2. 试验研究 机械振动问题 3．环境预测 解决振动问题的方法
机械振动要研究的内容 ●1.建立物理模型 ●要进行机械系统振动的研究，就应当确定 与所研究问题有关的系统元件和外界因素。 比如，汽车由于颠簸将产生垂直方向的振 动，如果要研究的问题是关于汽车乘坐的 舒适性和安全性的低频垂直振动，可采用 一个简化的物理模型来描述它
机械振动要研究的内容 ⚫1. 建立物理模型 ⚫要进行机械系统振动的研究，就应当确定 与所研究问题有关的系统元件和外界因素。 比如，汽车由于颠簸将产生垂直方向的振 动，如果要研究的问题是关于汽车乘坐的 舒适性和安全性的低频垂直振动，可采用 一个简化的物理模型来描述它