機(jī)械振動(dòng)是怎樣產(chǎn)生的
機(jī)械振動(dòng)是一種特殊形式的運(yùn)動(dòng),物體相對(duì)于平衡位置所作的的往復(fù)運(yùn)動(dòng)稱為機(jī)械振動(dòng),是指機(jī)械系統(tǒng)的位移、速度、加速度在某一數(shù)值附近隨時(shí)間的變化規(guī)律。例如,機(jī)器箱體的顫動(dòng)、管線的抖動(dòng)、葉片的擺動(dòng)等都屬于機(jī)械振動(dòng)。
產(chǎn)生振動(dòng)是因?yàn)樗旧砭哂匈|(zhì)量和彈性,而阻尼抑制振動(dòng)。當(dāng)機(jī)械系統(tǒng)受到外力作用時(shí),質(zhì)量吸收動(dòng)能,獲得速度;質(zhì)量本身離開(kāi)平衡位置后具有一定得勢(shì)能,也必然產(chǎn)生指向平衡位置的恢復(fù)力;而彈簧是迫使質(zhì)量回到原來(lái)的平衡位置主要恢復(fù)力。這種能量的轉(zhuǎn)換導(dǎo)致了機(jī)械振動(dòng),若失去外力作用,由于阻尼的存在,振動(dòng)將逐漸消失。
質(zhì)量,表示物體保持其原始的靜止或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的慣性。力促使靜止或運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化,質(zhì)量阻止這種變化,Kg 。
剛度,使結(jié)構(gòu)彎曲即撓曲一定的距離需要一定的力。產(chǎn)生一定撓度所要求的力的量值被稱為剛度,N/m。
阻尼,一旦力使一個(gè)零件或結(jié)構(gòu)進(jìn)入運(yùn)動(dòng)狀態(tài),零件或結(jié)構(gòu)就會(huì)具有減慢運(yùn)動(dòng)(速度)的固有機(jī)制。這個(gè)降低運(yùn)動(dòng)速度的性質(zhì)稱為阻尼,N/(m/s)
機(jī)器中的由缺陷引起的振動(dòng),如果缺陷引起的振動(dòng)比以上三個(gè)抑制性質(zhì)的凈和大很多,產(chǎn)生的振動(dòng)值就會(huì)很***。
需要說(shuō)明的是,物體并非受到激勵(lì)就會(huì)振動(dòng),因物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中總會(huì)受到阻尼作用,只有阻尼小于臨界值時(shí)才會(huì)產(chǎn)生振動(dòng),臨界阻尼為物體的固有屬性。
臨界阻尼:任何一個(gè)振動(dòng)系統(tǒng),當(dāng)阻尼增加到一定程度時(shí),物體的運(yùn)動(dòng)是非周期性的,物體振動(dòng)連一次都不能完成,只是慢慢地回到平衡位置就停止了。當(dāng)阻力使振動(dòng)物體剛能不作周期性振動(dòng)而又能***快地回到平衡位置的情況,稱為“臨界阻尼”。
實(shí)際阻尼與臨界阻尼之比稱為阻尼比。當(dāng)阻尼比小于1時(shí),振動(dòng)振幅按指數(shù)規(guī)律衰減;當(dāng)阻尼大小于1時(shí),物體不會(huì)振動(dòng),而是做非周期運(yùn)動(dòng)。