機(jī)械振動(dòng)簡諧強(qiáng)迫振動(dòng)理論的應(yīng)用課件

機(jī)械振動(dòng)簡諧強(qiáng)迫振動(dòng)理論的應(yīng)用課件1機(jī)械振動(dòng)簡諧強(qiáng)迫振動(dòng)理論的應(yīng)用課件2機(jī)械振動(dòng)簡諧強(qiáng)迫振動(dòng)理論的應(yīng)用課件3失衡激勵(lì)下的幅頻特性圖和相頻特性圖：

圖2—21失衡激勵(lì)下的幅頻特性圖和相頻特性圖：圖2—214圖2—21圖2—215機(jī)械振動(dòng)簡諧強(qiáng)迫振動(dòng)理論的應(yīng)用課件62.5.2支承運(yùn)動(dòng)引起的強(qiáng)迫振動(dòng)系統(tǒng)的支承部分如果有運(yùn)動(dòng)也可使系統(tǒng)發(fā)生強(qiáng)迫振動(dòng)，這在工程實(shí)際中經(jīng)常遇到。例如，精密儀器受周圍環(huán)境振動(dòng)的影響而振動(dòng)，車輛由于在不平路面上行駛而引起振動(dòng)等等。如果支承的運(yùn)動(dòng)可以用簡諧函數(shù)描述，則系統(tǒng)的振動(dòng)可用簡諧強(qiáng)迫振動(dòng)理論來分析。典型的支承運(yùn)動(dòng)的模型如圖2—22所示。圖2—222.5.2支承運(yùn)動(dòng)引起的強(qiáng)迫振動(dòng)系統(tǒng)的支承部分如果有運(yùn)動(dòng)7機(jī)械振動(dòng)簡諧強(qiáng)迫振動(dòng)理論的應(yīng)用課件8機(jī)械振動(dòng)簡諧強(qiáng)迫振動(dòng)理論的應(yīng)用課件9圖2—23圖2—23102.5.3隔振原理振動(dòng)隔離指將機(jī)器或結(jié)構(gòu)與周圍環(huán)境用減振裝置隔離，它是消除振動(dòng)危害的重要手段。實(shí)際工程中的振動(dòng)隔離可分為兩類：積極隔振、消極隔振對自身是振源的機(jī)器，為減少它對周圍環(huán)境的影響，將其與支承它的基礎(chǔ)隔離開，這類隔振稱為積極隔振（主動(dòng)隔振）。其力學(xué)模型的特點(diǎn)是，激勵(lì)作用于質(zhì)量m，引起m的振動(dòng)。要求把振源m與支承它的基礎(chǔ)(彈簧和阻尼器的另一端)隔離(參見圖2—24(a))。比如，對大型發(fā)動(dòng)機(jī)、大型電機(jī)、汽輪機(jī)、沖床和振動(dòng)臺等都要安裝一定的隔振裝置以減少對周圍環(huán)境的影響。圖2—242.5.3隔振原理振動(dòng)隔離指將機(jī)器或結(jié)構(gòu)與周圍環(huán)境用減振11兩種隔振原理相似：方法是把需要隔離的機(jī)器設(shè)備安裝在合適的具有彈性和阻尼的減振裝置或隔振裝置上即柔性支承上，使大部分振動(dòng)被減振裝置或隔振裝置吸收，以阻斷振動(dòng)。

對允許振動(dòng)很小的精密儀器和設(shè)備，為減少周圍環(huán)境振動(dòng)對它的影響，需要把它與支承它的基礎(chǔ)隔離，這類隔振稱為消極隔振（被動(dòng)隔振）。它的力學(xué)模型（和支承運(yùn)動(dòng)的相同）的特點(diǎn)是，激勵(lì)是由基礎(chǔ)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的，振源是基礎(chǔ)運(yùn)動(dòng)(參見圖2—22)，要求質(zhì)量m的振動(dòng)盡可能小。兩種隔振原理相似：方法是把需要隔離的機(jī)器設(shè)備安裝在合適的具有12圖2—24積極隔振消極隔振N為隔振后系統(tǒng)傳給地基的動(dòng)載荷的幅值，P為未隔振時(shí)傳給地基的動(dòng)載荷的幅值。顯然，ηs愈小愈好。效果評價(jià)：效果評價(jià)：X為設(shè)備隔振后的振幅，A為振源振幅。ηs也是愈小愈好。隔振系數(shù)隔振系數(shù)（叫位移傳遞系數(shù)）（叫力傳遞系數(shù)）圖2-24(a)所示系統(tǒng)在簡諧激勵(lì)的運(yùn)動(dòng)微分方程為圖2—24積極隔振消極隔振N為隔振后系13而激勵(lì)的幅值F0=kA。因此隔振(力傳遞)系數(shù)為

上式表明了振源對基礎(chǔ)的干擾程度。主動(dòng)隔振與被動(dòng)隔振的原理完全一樣。當(dāng)振源做簡諧振動(dòng)時(shí)，積極隔振和消極隔振的隔振系數(shù)計(jì)算公式相同。彈簧和阻尼器對地基的作用力合力的大小分別為kX和cωX，兩力之間的夾角為，因此，合力的幅值為:圖2—24由圖2-24(b)可見，彈簧和阻尼器對地基的作用力為其向量關(guān)系如圖2-24(b)所示而激勵(lì)的幅值F0=kA。因此隔振(力傳遞)系數(shù)為14圖2—23X為設(shè)備隔振后的振幅A為振源振幅

圖2—23X為設(shè)備隔振后的振幅152.5.4慣性式測振儀原理慣性式測振儀通常是把由彈性元件支承的慣性質(zhì)量裝在適當(dāng)?shù)臍んw內(nèi)，限制質(zhì)量沿一給定的軸運(yùn)動(dòng)。阻尼通常由殼體內(nèi)的粘性液體提供。用檢測元件測量質(zhì)量塊與殼體之間的相對運(yùn)動(dòng)作為系統(tǒng)的輸出(即利用連接在質(zhì)量塊上的指針或通過電的信號指示出所測得的位移、速度或加速度，這這些量都是質(zhì)量塊相對于外殼的相對值)。慣性式測振儀是一個(gè)典型的“質(zhì)量一阻尼器一彈簧”的單自由度系統(tǒng)。為了便于分析它的性質(zhì)，假定其支承(殼體)做簡諧振動(dòng)。圖2—252.5.4慣性式測振儀原理慣性式測振儀通常是把由彈性元件16壓電加速度傳感器的典型結(jié)構(gòu)晶體片晶體片質(zhì)量塊預(yù)緊環(huán)出線口底座出線口三角剪切型中心壓縮型預(yù)壓簧片三角柱壓電加速度傳感器的典型結(jié)構(gòu)晶體片晶體片質(zhì)量塊預(yù)緊環(huán)出線口底座17機(jī)械振動(dòng)簡諧強(qiáng)迫振動(dòng)理論的應(yīng)用課件18機(jī)械振動(dòng)簡諧強(qiáng)迫振動(dòng)理論的應(yīng)用課件19

選取不同的頻率比和阻尼比，可使測振儀測量不同的振動(dòng)參數(shù)。測振儀本身的主要性能參數(shù)有，靈敏度、測量精度、測量頻率范圍等等。

圖2—26選取不同的頻率比和阻尼比，可使測振儀測量不同的振20機(jī)械振動(dòng)簡諧強(qiáng)迫振動(dòng)理論的應(yīng)用課件21機(jī)械振動(dòng)簡諧強(qiáng)迫振動(dòng)理論的應(yīng)用課件22機(jī)械振動(dòng)簡諧強(qiáng)迫振動(dòng)理論的應(yīng)用課件23機(jī)械振動(dòng)簡諧強(qiáng)迫振動(dòng)理論的應(yīng)用課件24失衡激勵(lì)下的幅頻特性圖和相頻特性圖：

圖2—21失衡激勵(lì)下的幅頻特性圖和相頻特性圖：圖2—2125圖2—21圖2—2126機(jī)械振動(dòng)簡諧強(qiáng)迫振動(dòng)理論的應(yīng)用課件272.5.2支承運(yùn)動(dòng)引起的強(qiáng)迫振動(dòng)系統(tǒng)的支承部分如果有運(yùn)動(dòng)也可使系統(tǒng)發(fā)生強(qiáng)迫振動(dòng)，這在工程實(shí)際中經(jīng)常遇到。例如，精密儀器受周圍環(huán)境振動(dòng)的影響而振動(dòng)，車輛由于在不平路面上行駛而引起振動(dòng)等等。如果支承的運(yùn)動(dòng)可以用簡諧函數(shù)描述，則系統(tǒng)的振動(dòng)可用簡諧強(qiáng)迫振動(dòng)理論來分析。典型的支承運(yùn)動(dòng)的模型如圖2—22所示。圖2—222.5.2支承運(yùn)動(dòng)引起的強(qiáng)迫振動(dòng)系統(tǒng)的支承部分如果有運(yùn)動(dòng)28機(jī)械振動(dòng)簡諧強(qiáng)迫振動(dòng)理論的應(yīng)用課件29機(jī)械振動(dòng)簡諧強(qiáng)迫振動(dòng)理論的應(yīng)用課件30圖2—23圖2—23312.5.3隔振原理振動(dòng)隔離指將機(jī)器或結(jié)構(gòu)與周圍環(huán)境用減振裝置隔離，它是消除振動(dòng)危害的重要手段。實(shí)際工程中的振動(dòng)隔離可分為兩類：積極隔振、消極隔振對自身是振源的機(jī)器，為減少它對周圍環(huán)境的影響，將其與支承它的基礎(chǔ)隔離開，這類隔振稱為積極隔振（主動(dòng)隔振）。其力學(xué)模型的特點(diǎn)是，激勵(lì)作用于質(zhì)量m，引起m的振動(dòng)。要求把振源m與支承它的基礎(chǔ)(彈簧和阻尼器的另一端)隔離(參見圖2—24(a))。比如，對大型發(fā)動(dòng)機(jī)、大型電機(jī)、汽輪機(jī)、沖床和振動(dòng)臺等都要安裝一定的隔振裝置以減少對周圍環(huán)境的影響。圖2—242.5.3隔振原理振動(dòng)隔離指將機(jī)器或結(jié)構(gòu)與周圍環(huán)境用減振32兩種隔振原理相似：方法是把需要隔離的機(jī)器設(shè)備安裝在合適的具有彈性和阻尼的減振裝置或隔振裝置上即柔性支承上，使大部分振動(dòng)被減振裝置或隔振裝置吸收，以阻斷振動(dòng)。

對允許振動(dòng)很小的精密儀器和設(shè)備，為減少周圍環(huán)境振動(dòng)對它的影響，需要把它與支承它的基礎(chǔ)隔離，這類隔振稱為消極隔振（被動(dòng)隔振）。它的力學(xué)模型（和支承運(yùn)動(dòng)的相同）的特點(diǎn)是，激勵(lì)是由基礎(chǔ)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的，振源是基礎(chǔ)運(yùn)動(dòng)(參見圖2—22)，要求質(zhì)量m的振動(dòng)盡可能小。兩種隔振原理相似：方法是把需要隔離的機(jī)器設(shè)備安裝在合適的具有33圖2—24積極隔振消極隔振N為隔振后系統(tǒng)傳給地基的動(dòng)載荷的幅值，P為未隔振時(shí)傳給地基的動(dòng)載荷的幅值。顯然，ηs愈小愈好。效果評價(jià)：效果評價(jià)：X為設(shè)備隔振后的振幅，A為振源振幅。ηs也是愈小愈好。隔振系數(shù)隔振系數(shù)（叫位移傳遞系數(shù)）（叫力傳遞系數(shù)）圖2-24(a)所示系統(tǒng)在簡諧激勵(lì)的運(yùn)動(dòng)微分方程為圖2—24積極隔振消極隔振N為隔振后系34而激勵(lì)的幅值F0=kA。因此隔振(力傳遞)系數(shù)為

上式表明了振源對基礎(chǔ)的干擾程度。主動(dòng)隔振與被動(dòng)隔振的原理完全一樣。當(dāng)振源做簡諧振動(dòng)時(shí)，積極隔振和消極隔振的隔振系數(shù)計(jì)算公式相同。彈簧和阻尼器對地基的作用力合力的大小分別為kX和cωX，兩力之間的夾角為，因此，合力的幅值為:圖2—24由圖2-24(b)可見，彈簧和阻尼器對地基的作用力為其向量關(guān)系如圖2-24(b)所示而激勵(lì)的幅值F0=kA。因此隔振(力傳遞)系數(shù)為35圖2—23X為設(shè)備隔振后的振幅A為振源振幅

圖2—23X為設(shè)備隔振后的振幅362.5.4慣性式測振儀原理慣性式測振儀通常是把由彈性元件支承的慣性質(zhì)量裝在適當(dāng)?shù)臍んw內(nèi)，限制質(zhì)量沿一給定的軸運(yùn)動(dòng)。阻尼通常由殼體內(nèi)的粘性液體提供。用檢測元件測量質(zhì)量塊與殼體之間的相對運(yùn)動(dòng)作為系統(tǒng)的輸出(即利用連接在質(zhì)量塊上的指針或通過電的信號指示出所測得的位移、速度或加速度，這這些量都是質(zhì)量塊相對于外殼的相對值)。慣性式測振儀是一個(gè)典型的“質(zhì)量一阻尼器一彈簧”的單自由度系統(tǒng)。為了便于分析它的性質(zhì)，假定其支承(殼體)做簡諧振動(dòng)。圖2—252.5.4慣性式測振儀原理慣性式測振儀通常是把由彈性元件37壓電加速度傳感器的典型結(jié)構(gòu)晶體片晶體片質(zhì)量塊預(yù)緊環(huán)出線口底座出線口三角剪切型中心壓縮型預(yù)壓簧片三角柱壓電