機械振動是指物體在平衡位置 附近所作的往復運動。比如:鐘擺、琴弦、車船、工具機和橋梁的振動等。研究振動的目的是為了更好地了解振動產生的原因,掌握它的運動規律,找出控制和消除振動的方法,從而能限制振動有害的一面,充分利用振動有利的一面。
振動有害的一面:振動會降低機械加工的精度和光潔度,危害結構的強度,發生大變形時會導致機器或結構的破壞,甚至釀成災難性的事故。
有利的一面:振動給料機、振動篩選機、振動破碎機、振動球磨機、振動打樁、振動測樁、振動拋光、結構的減振、抗震等都是利用振動的特性進行工作的。
隨著生產技術的不斷發展,現代工業對工程質量、產品精度、可靠性以及噪聲的要求不斷提高,在設計產品時必須考慮動態設計,對產品進行動態分析以便精確了解結構的振動情況,而動態設計中的一個重要方面就是振動分析,所以振動分析在工程設計中具有重要的實際意義。
在結構動力學研究中,通常將工程結構、機械產品或機器的零件等研究對象稱為振動系統;把外界對於系統的作用稱為輸入,也稱為激勵:把系統在激勵作用下產生的動態行為稱為輸出,也稱為系統的動態響應。系統的固有特性、外界的激勵和系統的響應這三者之間的關係構成了振動分析的全部研究內容。
按照振動系統的輸入來分類,可以分為自由振動、強迫振動和自激振動。自由振動即系統受初始激勵和原激勵作用取消後系統不再受外界幹擾情況下的振動。強迫振動即系統在外界激勵持續作用下的振動。自激振動外界的激勵受到系統振動本身的控制,激勵與響應之間具有反饋特性,並有能源補充的振動。
按照振動系統的輸出分類,可以分為簡諧振動、周期振動、非周期振動和隨機振動。
按照振動系統的模型分類,可以分為離散系統和連續系統振動。
按照振動系統的微分方程分類,可以分為線性振動和非線性振動。
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