機(jī)械中的振動(dòng)力學(xué)

1、2.5 機(jī)械中的振動(dòng)力學(xué)什么是振動(dòng)？激勵(lì)作用在物體上引起物體發(fā)生周期性的循環(huán)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，這就是振動(dòng)。 絕大部分的機(jī)械，尤其是脈動(dòng)載荷作用下的機(jī)械，往復(fù)機(jī)械和旋轉(zhuǎn)機(jī)械，在工作中都不免要產(chǎn)生振動(dòng)。振動(dòng)的危害：降低機(jī)械設(shè)備的工作精度，加劇構(gòu)件磨損，引起結(jié)構(gòu)的疲勞破壞。2.5 機(jī)械中的振動(dòng)力學(xué) 共振：系統(tǒng)在周期性外力(強(qiáng)迫力)作用下發(fā)生受迫振動(dòng)，如果外力的頻率跟系統(tǒng)的固有振動(dòng)頻率接近或相等時(shí)，受迫振動(dòng)達(dá)極大值，這種現(xiàn)象叫做共振。 阻尼很小的情況下，共振振幅理論上無(wú)限大，對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)產(chǎn)生徹底破壞。2.5 機(jī)械中的振動(dòng)力學(xué)描述振動(dòng)的物理量周期(T)：完成一次振動(dòng)過(guò)程的時(shí)間稱為周期頻率(f)：周期的倒數(shù)，單位時(shí)

2、間內(nèi)振動(dòng)次數(shù)。周期和頻率反映振動(dòng)的快慢。振幅：振動(dòng)量偏離平衡位置的最大值，反映振動(dòng)的強(qiáng)度。振動(dòng)力學(xué)研究系統(tǒng)輸入激勵(lì)與輸出響應(yīng)之間的關(guān)系。2.5機(jī)械中的振動(dòng)力學(xué) 振動(dòng)的利用-振動(dòng)機(jī)械：超聲波清機(jī)機(jī)振動(dòng)動(dòng)分機(jī)械機(jī)電共振-收音機(jī)機(jī)共振振武-次超聲。2.5 機(jī)械中的振動(dòng)力學(xué) 拿破侖率領(lǐng)法軍入侵西班牙。有一天，法國(guó)一隊(duì)威振的士兵邁著整齊的步伐通過(guò)一座鐵鏈懸橋。沒(méi)想到，行到橋中間時(shí)，突然驚天動(dòng)地一超巨響，鐵橋從中斷裂，掉落河中，士自兵從們揭也示紛了紛毀墜橋入的急原流因。后，各國(guó)軍隊(duì)規(guī)定，過(guò)橋時(shí)不用整齊的步伐走，而用不整齊的碎步走，以避免共振的發(fā)生.1906年的一天，一隊(duì)俄國(guó)騎兵齊步通過(guò)彼得堡封塔克河上的愛(ài)

3、紀(jì)畢特橋，突然大橋斷裂.原來(lái)是士兵們整步走的頻率與橋的頻率一致，引起了橋的共振。2.5 機(jī)械中的振動(dòng)力學(xué)1940年11月7日，美國(guó)華盛頓州的Tacoma懸索大橋在19m/s的風(fēng)速下坍塌。板式加強(qiáng)梁改為桁架式加強(qiáng)梁！對(duì)柔性結(jié)構(gòu)在風(fēng)作用下的動(dòng)力響應(yīng)認(rèn)識(shí)不夠。2.5 機(jī)械中的振動(dòng)力學(xué)2.5 機(jī)械中的振動(dòng)力學(xué)CRTS型板式軌道系統(tǒng)高速鐵路的振動(dòng)2.5 機(jī)械中的振動(dòng)力學(xué) 要達(dá)到高速鐵路軌道高平順性，必須滿足以下條件：1路基設(shè)計(jì)和施工必須滿足路基的工后沉降小、不均勻沉降小，在動(dòng)力作用下變形小、穩(wěn)定性高等要求。高平順性、高穩(wěn)定性的路基是確保軌道高平順性的前提條件。2橋梁的動(dòng)撓度等變形必須滿足高平順的要求。3

4、道床必須選用硬質(zhì)、耐磨的道碴，并在鋪枕前整平壓實(shí)。近十多年來(lái)國(guó)外重載、高速鐵路均已采用。4嚴(yán)格控制軌道的初始不平順。2.5 機(jī)械中的振動(dòng)力學(xué)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的振動(dòng)抑制方法轉(zhuǎn)子系統(tǒng)是汽輪機(jī)、發(fā)機(jī)、動(dòng)機(jī)、車床和內(nèi)燃機(jī)等旋轉(zhuǎn)機(jī)械的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，改善轉(zhuǎn)子系統(tǒng)運(yùn)行的平穩(wěn)性是振動(dòng)力學(xué)的核心。其關(guān)鍵因素是轉(zhuǎn)子的平衡，尤其是動(dòng)平衡。2.5 機(jī)械中的振動(dòng)力學(xué)如果轉(zhuǎn)子質(zhì)量分布均勻，制造安裝無(wú)誤，則運(yùn)轉(zhuǎn)平衡。理想狀況下，旋轉(zhuǎn)與不旋轉(zhuǎn)是對(duì)軸承都只有靜壓力。根據(jù)轉(zhuǎn)子慣性力系簡(jiǎn)化結(jié)果確定在校正平面上的適當(dāng)位置加重或去重。剛性轉(zhuǎn)子平衡的充分必要條件是慣性力系向任一點(diǎn)簡(jiǎn)化的主矢與主矩都為零2.5 機(jī)械中的振動(dòng)力學(xué)不平衡的原因轉(zhuǎn)子機(jī)械損傷

5、污染物堆積軸彎曲軸孔偏離中心風(fēng)扇機(jī)械損傷污染物堆積軸孔偏離中心齒輪機(jī)械損傷軸孔偏離中心2.5 機(jī)械中的振動(dòng)力學(xué)不平衡的原因滑輪/槽輪機(jī)械損傷瑣絲太大軸孔偏離中心飛輪機(jī)械損傷偏心孔軸孔偏離中心軸軸彎曲不規(guī)則加工2.5 機(jī)械中的振動(dòng)力學(xué)不平衡的原因葉輪機(jī)械損傷腐蝕聯(lián)軸武機(jī)械損傷軸孔偏離中心氣繞組銅線分布不均2.5 機(jī)械中的振動(dòng)力學(xué)不平衡的原因鑄造缺陷 熱膨脹由于每個(gè)部件熱膨脹率不同影響轉(zhuǎn)子平衡軸孔太大離心力作用下軸的變形如果驅(qū)動(dòng)頻率無(wú)限接近系統(tǒng)橫向振動(dòng)固有頻率，撓度會(huì)無(wú)窮大。柔性轉(zhuǎn)子的運(yùn)轉(zhuǎn)與剛性轉(zhuǎn)子有本質(zhì)差異。工作轉(zhuǎn)速低于一階臨界轉(zhuǎn)速0.5倍的轉(zhuǎn)子，可簡(jiǎn)化為剛性轉(zhuǎn)子機(jī)工作轉(zhuǎn)速高于一階臨界轉(zhuǎn)速0.7倍的轉(zhuǎn)子，視為柔性轉(zhuǎn)子。300 MW汽輪發(fā)機(jī)組轉(zhuǎn)子模型2.5