《工程振動分析與控制基礎(chǔ)》第1章緒論第1

章緒論1.1振動的基本概念1.2工程中的振動問題1.3振動分析方法1.4振動控制方法23145671.1振動的基本概念

1.1振動的基本概念

振動一詞來源于拉丁語“Vibrationem”,意為“顫動”(Shaking)和“舞動”(Brandishing),是描述某一運動的物理量在平衡位置附近做反復(fù)振蕩的物理現(xiàn)象,是自然界最普遍的現(xiàn)象之一一般地,振動可按以下幾種方法分類1.按照振動產(chǎn)生原因分類：按照振動產(chǎn)生的原因,振動主要分為自由振動和強迫振動兩大類2.按照系統(tǒng)自由度分類：按照系統(tǒng)的自由度，振動可以分為單自由度系統(tǒng)振動、多自由度系統(tǒng)振動和連續(xù)體振動3.按照振動規(guī)律分類：按照振動規(guī)律,振動可以分為周期振動、瞬態(tài)振動和隨機振動4.按照系統(tǒng)的參數(shù)特性分類：按照系統(tǒng)的參數(shù)特性,振動可以分為線性振動和非線性振動21345671.2工程中的振動問題1.2工程中的振動問題工程領(lǐng)域中的振動問題,主要以機械振動(所描述的物理量為機械量或力學(xué)量)為主1.航天工程領(lǐng)域2.航空工程領(lǐng)域3.船舶與海洋工程領(lǐng)域4.機械工程領(lǐng)域5.車輛工程領(lǐng)域6.橋梁與建筑工程領(lǐng)域7.電力工程領(lǐng)域21345671.3振動分析問題1.3振動分析問題作為結(jié)構(gòu)動力學(xué)的重要分支之一,振動分析同樣涉及三大動力學(xué)研究內(nèi)容:①已知激勵和系統(tǒng)求響應(yīng),屬于響應(yīng)預(yù)估的范疇,為第一類動力學(xué)問題,也稱動力學(xué)正問題;②已知激勵和響應(yīng)求系統(tǒng),屬于系統(tǒng)辨識的范疇,為第二類動力學(xué)問題,也稱第一類動力學(xué)逆問題;③已知系統(tǒng)和響應(yīng)求激勵,屬于載荷識別的范疇,為第三類動力學(xué)問題,也稱第二類動力學(xué)逆問題經(jīng)典的振動分析方法主要以牛頓第二定律或達朗貝爾原理為代表的牛頓矢量力學(xué)體系以及以拉格朗日方程為代表的分析力學(xué)體系為主21345671.4振動控制方法1.4振動控制方法一般來說,振動控制的基本流程首先從振源特性調(diào)查入手,通過傳輸路徑分析、減振量確定等一系列步驟選定最佳方案并付諸實施,最后對振動控制效果進行評價振動的產(chǎn)生以及振動能量的傳輸過程中有三個基本環(huán)節(jié),即振源、傳輸路徑和受體對振源進行控制是最根本的振動控制方法,因為受體的振動通常是由振源激勵而引起的,外部激勵的消除或減弱,受體的振動自然也消除或減弱圖1-9振動產(chǎn)生與傳播的基本環(huán)節(jié)謝謝?！豆こ陶駝臃治雠c控制基礎(chǔ)》第2章機械阻抗法第2

章機械阻抗法2.1引言2.2機械阻抗的定義2.3基本元件的機械阻抗2.4系統(tǒng)的機械阻抗2.5系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)23145672.1引言

2.1引言

任何線性機械系統(tǒng),在確定的激勵力(輸入)作用下,就會有確定的響應(yīng)(輸出),這說明輸入、系統(tǒng)和輸出三者之間存在確定的函數(shù)關(guān)系,這一點與電路系統(tǒng)存在相似性數(shù)學(xué)形式的相似,反映了物理本質(zhì)上的相似規(guī)律。利用這一點,進行機-電模擬,為機械系統(tǒng)的分析帶來了很大的方便。在這一背景下,機械阻抗法(MechanicalImpedanceMethod)就應(yīng)運而生21345672.2機械阻抗的定義2.2機械阻抗的定義機械阻抗(MechanicalImpedance)是振動理論中線性定常系統(tǒng)的頻域動態(tài)特性參量,其經(jīng)典定義為簡諧激勵力(輸入)與簡諧運動響應(yīng)(輸出)兩者的復(fù)數(shù)形式之比,其倒數(shù)稱為機械導(dǎo)納(MechanicalMobility),又稱頻響函數(shù)1.單自由度系統(tǒng)工程上通常將位移阻抗和位移導(dǎo)納分別稱作動剛度和動柔度,將速度阻抗和速度導(dǎo)納分別稱作阻抗和導(dǎo)納,而將加速度阻抗和加速度導(dǎo)納分別稱作動態(tài)質(zhì)量和機械慣性2.多自由度系統(tǒng)(1)單點激振、多點測振(2)單方向激振、不同方向測振(3)多點激振、多點測振21345672.3基本元件的機械阻抗2.3基本元件的機械阻抗機械系統(tǒng)的基本元件主要有三種,即質(zhì)量元件(無阻尼、無彈性)、彈簧元件(無質(zhì)量、無阻尼)、黏性阻尼器元件(無質(zhì)量、無彈性)表2-2三種基本元件的機械阻抗和機械導(dǎo)納21345672.4系統(tǒng)的機械阻抗2.4系統(tǒng)的機械阻抗機械系統(tǒng)的基本元件主要有三種,即質(zhì)量元件(無阻尼、無彈性)、彈簧元件(無質(zhì)量、無阻尼)、黏性阻尼器元件(無質(zhì)量、無彈性)1.機械網(wǎng)絡(luò)圖2.系統(tǒng)機械阻抗的計算表2-4振動系統(tǒng)機械網(wǎng)絡(luò)圖實例21345672.5系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)2.5系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)響應(yīng)采用機械阻抗法進行工程結(jié)構(gòu)的振動分析及響應(yīng)求解,首先要知道結(jié)構(gòu)的簡化動力學(xué)模型,