振动定义
振动(机械振动)泛指物体在某一位置附近的往复运动。“某一位置”一般指静平衡位置。从广义上讲,表征运动的物理量作时而增大时而减小的反复变化,就可以称之为振动。
振动的物体可以是飞机、车辆、船舶和建筑等大型宏观物体,也可以是分子、原子、量子等微观物质。机械振动是一种常见的力学现象,任何一种物质,只要具有惯性和弹性,在激励作用下,都会发生振动
引起振动的原因
自然界中,振动无处不在。引起振动的原因也是多种多样:
1、旋转机械(发动机、压缩机、水泵)转动质量的不平衡、传动装置中齿轮加工误差和磨损、轴承的缺陷和不良润滑会引起机器设备的振动;
2、汽车在不平路面上行驶会导致车身振动;
3、车辆通过桥梁时会使桥梁结构产生振动;
4、飞机与空气作用、海浪与船体作用导致飞机和船舶的振动;
5、大桥或高层建筑在风或地震作用下产生振动。
振动的危害
对于多数机器和结构来讲,振动带来的是不良后果。
振动超标会导致:
(1)降低机器的使用性能(如加工、测量精度),导致故障发生;
(2)导致机械零部件加剧磨损、紧固件松动、裂纹形成与扩展,使结构过早出现疲劳失效和损坏;
(3)降低乘客的舒适性;
(4)使工作人员感到不适,严重时将损害人的听力和运动机能。
(5)振动引起的结构噪声,对环境造成影响;
(6)共振会导致灾难性的事故发生,如大桥因共振而毁坏,汽轮机轴因振动而断裂,飞机因颤振而坠毁等;
振动的好处
振动也并非全无不是处,还有很多机器是利用振动原理工作的:
(1)振动输送机;
(2)振动筛;
(3)道路使用的振动压路机;
(4)铁路使用的碎石道床捣固车;
(5)钟表、电子按摩椅;
(6)乐器;
(7)次声波武器:通过发射20Hz以下的次声波,使其和人体器官产生共振,导致器官变形、移位甚至破裂,从而达到杀伤目的。
振动的分类
按系统的响应类型可分为:
简谐振动(或称周期振动):能够用时间的正弦或余弦函数表示系统响应的振动。
瞬态振动(或称冲击):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:不能用简单函数表达运动规律,只能用统计方法表示系统响应的振动。