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什么是振动

当弹簧、梁和轴等弹性体在外力作用下偏离平衡位置，然后释放时，它们会执行振动运动。
这是由于当物体发生位移时，在物体内以弹性能或应变能形式存在的内力。在释放时，这些力使身体回到原来的位置。
当物体达到平衡位置时，整个弹性能或应变能转化为动能，因此物体继续向相反的方向移动。
所有的动能又转换成应变能，因此物体又回到平衡位置。
这样，振动运动就无限地重复。

任何经过一段时间后重复的运动称为振动或振荡。钟摆的摆动(图)和拨弦的运动是振动的典型例子。振动理论研究物体的振动运动以及与之相关的力。

振动系统的基本部件

一种储存势能(弹簧或弹性)的方法
储存动能(质量或惯性)的方法
能量逐渐丧失的一种方式(阻尼器)。

作用在系统上的力是

令人不安的力量
恢复力
惯性力
阻尼力

自由度:在任意时刻完全确定系统各部分位置所需的独立坐标的最小数目定义了系统的自由度。有限个自由度的系统称为离散或集中参数系统，无限个自由度的系统称为连续或分布系统。

振动术语:

与振动运动有关的常用术语有:

(i)振动周期或时间段:它是运动重复自身的时间间隔。振动周期通常以秒表示。
(2)循环:它是一次性完成的运动。
(3)频率:它是一秒内描述的周期数。在si单位中，频率用赫兹(简写为Hz)表示，赫兹等于每秒一个周期。

振动运动类型:

(i)自由或自然振动:

当没有外力作用在物体上时，在给予物体一个初始位移后，就称物体处于自由振动或自然振动状态。自由振动的频率称为自由频率或固有频率。

(2)强迫振动:

当物体在外力作用下振动时，则称物体受到强迫振动。施加在物体上的外力是由不平衡产生的周期性扰动力。振动的频率与所施加的力相同。
注:当外力的频率与固有振动的频率相同时，就会发生共振。

(3)阻尼振动:

当每一个振动周期的振幅都减小时，这种运动称为阻尼振动。这是由于振动系统所拥有的一定量的能量总是耗散在克服运动的摩擦阻力上。

自由振动的类型

从主题的角度来看，以下三类自由振动是很重要的:

1.纵向振动,

2.横向振动,

3.扭转振动。

考虑一个无重力约束(弹簧或轴)，其一端是固定的，另一端携带一个沉重的圆盘，如图所示。该系统可能会产生上述三种振动类型中的一种。

（i）纵向振动：

如图(a)所示，当轴或盘的颗粒与轴平行运动时，振动称为纵向振动。在这种情况下，轴被交替地拉长和缩短，从而在轴内交替地产生拉应力和压应力。

(2)横向振动:

如图(b)所示，当轴或盘的颗粒近似垂直于轴的轴线移动时，振动称为横向振动。在这种情况下，轴是直和弯交替进行的，轴内产生弯曲应力。

(3)扭转振动:

如图（c）所示，当轴或圆盘的颗粒围绕轴的轴线作圆周运动时，振动称为扭转振动。在这种情况下，轴被扭和未扭交替进行，轴内产生扭转剪应力。

机器振动的原因

工业环境中有各种各样的振动源:
(a)冲击过程，如打桩和爆破。
(b)旋转或往复式机械，如发动机、压缩机和电动机。
(c)运输工具，如卡车、火车和飞机。
(d)通过管道和不通过管道的流体流动。
(e)地震等自然灾害。

振动的影响:

振动有多种有害影响:
(a)轴承过度磨损。
(b)机器、建筑物和构筑物等产生裂缝。
(c)机械系统紧固件松动。
(d)机器和建筑物的结构和机械故障。
(e)频繁和昂贵的机器维护。
(f)焊点故障导致电子故障。
(g)导体周围绝缘磨损，造成烟灰。
(h)人类职业性接触振动导致疼痛、不适和工作效率降低。