机械振动。定义，类型，应用

振动是什么?

振动是物体围绕平衡位置的周期性运动。它可以是简单的简谐运动，也可以是更复杂的运动。振动是能量通过物质或空间的运动。在物理学中，振动被定义为物体或波的来回运动。振动可以由外力或内力引起，可以发生在固体、液体、气体或等离子体中。它可以是由一种力引起的，比如当你击鼓的时候，也可以是自我诱导的，比如当一辆汽车驶过路上的一个凹凸不平的地方。

类型的振动:

有不同类型的振动，解释如下:

1. 自由振动
2. 受迫振动
3. 阻尼振动
4. 共振
5. 无阻尼振动
6. 临界阻尼振动和
7. 过阻尼振动

1.自由振动:

自由振动是物体从它的平衡位置被移开，然后又自己回到平衡位置。这种类型的振动是在去除施加的力时观察到的。

2.强迫振动:

除重力外，当物体受外力作用时，就会发生强迫振动。即使物体的质量、阻尼系数或刚度很小，这种类型的振动也会发生。区分强迫振动和自由振动的主要特征是，对于每个循环，在它的某些部分，外力被施加。

3.阻尼振动:

当对外力进行调整，使物体在回到平衡位置之前先静止下来时，就会发生阻尼振动。质量、刚度和阻尼系数必须大，才能发生这种类型的振动。如果阻尼系数较大，在自由振动中也可以观察到这种振动。

4.无阻尼振动:

无阻尼振动是振动中最简单的一种。在这种情况下，物体自由地来回或上下振荡，运动不受任何耗散力的影响。汽车的悬架系统如果没有损坏或磨损，就可以起到无阻尼减振器的作用。

5.临界阻尼:

当下一个向下的力到达物体时，物体回到原来的位置，就会出现临界阻尼。这个向上的力和向下的力的合力是零，所以物体保持静止。这种类型的振动存在于许多机械系统中，如汽车悬架和减震器。

6.过阻尼振动:

过阻尼振动发生在物体在经过一段时间后回到原来位置时。由于能量耗散，物体最终会停止。

自由振动的类型:

自由振动有三种类型。

1.谐波

2.扭转

3.横向&纵向

1.谐波振动:

谐振动是最简单的振动类型，包含单一频率或谐振动。谐振动是最常见的振动类型，通常用来描述摆动系统，如钟摆或弹簧。

谐波振动是工程应用中最常研究和使用的。这是因为谐波振动很容易建模和产生，这使得它们成为测试和设计新系统的理想选择。

2.扭转振动:

扭转振动包括扭转或弯曲运动。扭转振动不太常见，但可以在汽车发动机和涡轮叶片等物体上发现。

扭转振动对于某些应用可能是重要的，但它们往往比调和振动更难产生和研究。

3.横向&纵向振动:

横向振动包括前后或左右的运动。

机器旋转部件的不平衡常引起纵向振动。当不平衡在机器周围移动时，它会导致轴以其固有频率振动。纵向振动可能是危险的，因为它们可能导致机器抖动或松动。

分析了振动?

分析结构振动的方法主要有三种。

1. 平衡法
2. 能量法和
3. 瑞利方法

1.平衡方法:

平衡法利用能量来研究自由振动。在这种情况下，物体的动能和势能在其路径上的每一点都相等(所以合力总是为零)。能量的考虑可以用来计算位移、速度和加速度。

平衡法依靠牛顿第二运动定律来确定作用在系统中每个元素上的力。在这种方法中，你只需要找到物体的平衡位置，然后解出质量系数，刚度系数。

该方法可以应用于单自由度系统，如弹簧-质量-阻尼系统，也可以应用于多自由度系统。

2.能量法:

能量法比平衡法更复杂，它能解释系统耗散的能量。

3.瑞利方法:

瑞利方法考虑了结构的波动特性。