振动力学小论文
振动力学论文--自激振动形成及分析 2013
振动力学论文题目:自激振动形成及分析院系:新科学院机械工程系专业年级:机制104姓名:王岩军学号:2010200417摘要:机械加工过程中产生的的自激振动主要分强迫振动与自激振动。
本文主要讲述关于工艺系统中自激振动产生的原因,对其进行全面分析,最后得到控制的方法。
关键词:强迫振动,自激振动,强迫振动的特征,自激振动产生的原理,产生自激振动的条件,自激振动的激振机理,解决方法。
序言:振动是在机械加工过程中,因机床工件或刀具发生周期性的跳动。
加工过程中如发生振动,会使工件已加工表面上出现条痕或布纹状痕迹,使表面光洁度显著下降,还会使机床、夹具中的连接零件松动,缩短机床使用寿命,影响工件在夹具中的正确定位。
此外,由于振动,势必降低切削速度,损坏切削工具,降低生产率,造成噪声污染。
如在磨削过程中,由于电动机、高速旋转的砂轮及皮带轮等不平衡,三角皮带的厚薄或长短不一致,油泵工作不平稳等,都会引起机床的强迫振动,它将激起机床各部件之间的相对振动幅值,影响机床加工工件的精度,如粗糙度和圆度。
对于刀具或做回转运动的机床,振动还会影响回转精度。
【1】1、机械加工过程中的强迫振动机械加工中的强迫振动是由于外界(相对于切削过程而言)周期性干扰力的作用而引起的振动。
1.1强迫振动产生的原因强迫振动的振源有来自机床内部的称为机内振源,也有来自机床外部的,称为机外振源。
机外振源甚多,但它们都是通过地基传给机床的,可以通过加设隔振地基加以消除。
机内振源主要有机床旋转件的不平衡、机床传动机构的缺陷、往复运动部件的惯性力以及切削过程中的冲击等。
【2】1.2强迫振动的特征机械加工中的强迫振动与一般机械振动中的强迫振动没有本质上的区别:在机械加工中产生的强迫振动,其振动频率与干扰力的频率相同,或是干扰力频率的整数倍。
强迫振动的幅值既与干扰力的幅值有关,又与工艺系统的动态特性有关:在干扰力源频率不变的情况下,干扰力的幅值越大,强迫振动的幅值将随之增大。
基于振动力学基础对声音产生的研究
p2
整理可以得到:pa =
ρ 0 c0 cos (wt −φ )
∗
π BF 0 sin (φ ) V0
=
Bρ0c0 cos (wt −φ )
∗
cw π V0
。
三、 结果分析
根据上述假定得到的函数式可以初步知道声压 p 的大小与激振力F0 大小和频率大 小有关。下面根据λ的不同进行分类讨论并利用 Matlab 计算作图分析。 首先将 pa =
2
dt = 0 + πBF0 sin φ
= πBF0 sin (φ) 而阻尼系统在一个周期内做的负功为 We = cx(t) dx =
T cx 2 0
dt = cB 2 w 2
0
2π w
(cos (wt − φ))2 dt = πcB2 w
根据声学基础[2]的知识可以得到在体积V0 内的总的声能量为 ∆E = ∆Ek + ∆Ep = 2 ρ0 V0 v 2 + −
基于振动力学基础对声音产生的研究
作者:李林华
摘要: 由初中物理知识可以知道声音是由物体的振动产生, 在此论文中就基于振动力学的基础 对声音的产生进行相关分析和计算。 以探索产生声音声压大小与人给予的激振力大小和声压 大小与激振力频率大小之间的关系。查阅了相关声学和振动学资料,没用得到理想的式子。 最终根据自己对声学和振动学的理解,给出几个假定,利用能量法列出等式化简得出函数。 最后利用 Matlab 软件对函数取具体实数计算作图进行分析得出结论。此结论是在假定的情 况下成立,所以此研究只是定性的研究了振动力学对声音产生的关系。 关键词:振动力学[1],能量法,有阻尼的强迫振动。
图 1
2.
当λ = 1时, 即激振力的频率与系统的固有频率相同, 达到共振。 令ρ0 = 29; c0 = 340;λ = 1;ζ = 0.01;t=1;m=1;v=1;w=0.01,利用 Matlab 作图可 得大致图像(力从 100000 到 200000 步长 1000) :
振动原理在生活的应用论文
振动原理在生活的应用论文1. 引言振动原理作为物理学的一个重要分支,在生活中有着广泛应用。
本文将介绍振动原理在几个具体生活场景中的应用,并探讨其原理和效果。
2. 手机的震动功能手机的震动功能是振动原理在日常生活中最为常见的应用之一。
通过在手机中安装一个小型的电机,利用振动原理来实现手机的震动功能。
当手机收到短信、电话或其他通知时,电机会被激活并产生振动,通过震动的方式向用户提供提示。
这种振动提示不仅方便了用户,在会议或其他场合时也不会打扰他人。
3. 电动牙刷电动牙刷的震动功能也是振动原理的应用。
在电动牙刷中,一个小型的电机产生高频的振动,通过牙刷刷毛的运动来清洁牙齿。
这种高频震动可以更好地清除牙齿表面的污垢,比传统牙刷更有效。
同时,电动牙刷还可以提供更好的清洁体验,不需要用户用力刷洗,减轻了手部的负担。
4. 洗衣机的振动控制洗衣机的振动控制是振动原理在家居电器中的一个重要应用。
在洗衣机的运转过程中,由于容量不同、衣物分布不均等因素,会产生震动和噪音。
为了减少这些不良影响,洗衣机通常采用振动控制系统。
这种系统可以通过传感器实时监测洗衣机的振动情况,并根据需要调整马达的转速和方向,以达到最佳的洗涤效果和稳定性。
5. 音叉音叉是振动学中经典的实验工具,同时也是在音乐教育和听力测试中常见的工具。
音叉的本质是一个机械谐振子,当使其振动时,会产生特定的频率。
这些频率可以用来调音乐器、检测听力和研究声学特性。
音叉的应用范围广泛,从音乐演奏到科学实验皆可见其身影。
6. 电子钟电子钟是现代生活中常见的计时工具,其中也运用了振动原理。
在电子钟中,通常会使用石英晶体振荡器来产生稳定的振动,这个晶体的压力变化会引起电荷的发生变化,从而产生电压信号。
这个电压信号被放大后驱动计时电路,进而产生精确的时间显示。
因此,振动原理为电子钟的准确计时提供了基础。
7. 结论振动原理在生活中有着广泛的应用,从手机的震动功能到洗衣机的振动控制,再到音叉和电子钟等工具的设计,都离不开振动原理的支持。
单摆问题研究---理论力学论文
单摆的自由振动研究能源2班 徐士尧 201200181195摘要:该文对单自由度系统的振动进行了研究,给出了一种研究单自由度振动的方法,并以单摆的振动为例做了详细的说明。
笔者将常微分方程运用到力学模型“单摆振动”的研究上,找到了单摆运动的一般规律。
关键词:单摆 阻尼 共振引言:振动是日常生活和工程技术中常见的一种运动形式,它既被广泛应用,又可带来危害。
例如单摆的往复运动、弹簧的振动、乐器中弦线的振动、机床主轴的振动、电路中的电磁震荡等等。
下面我以单摆为研究对象来讨论有关自由振动和强迫振动的问题。
振动是指系统在某一位置附近的往复摆动,如单摆的自由振动。
最低点是小球的势能极小值点,也是小球的平衡位置,除非小球能刚好被禁止放在最低点,否则便会来回往复摆动。
可以想象,如果没有任何空气阻力带来的能量损耗,这个小球将会永不停止地来回摆动下去,这就是无阻尼自由振动的模型;而实际中总是有空气阻力损耗能量,小球的摆幅将会越来越小,最终停在最低点位置,此为有阻尼自由振动;而如果不停地从外界给小球输入能量,激励小球运动,即使有空气阻力耗散能量,小球也能不停地运动下去,此为受迫振动。
下面我们一一来看。
(1) 无阻尼自由振动分析小球受力即运动,则其无阻尼微小振动的方程为220d gdt lϕϕ+= (1)记2g lω=,这里ω>0是常数,(1)式可变为2220d dtϕωϕ+=(2) 方程通解为12cos sin c t c t ϕωω=+, (3)令1sin c θ=,cos θ=因此,若取12arctan c A c θ==, 则式(3)可以改写为)t t ϕωω=+(sin cos cos sin )sin(),A t t A t θωθωωθ=+=+从方程的解可以看出,不论反映摆初始状态的A 和θ为何值,摆的运动总是一个正弦函数,这种运动就是简谐振动,周期T=2πω,且摆的周期只依赖于摆长l ,而与初值无关。
理论力学论文
单自由度系统振动机设09-4班 田春宇摘要:单自由度系统的振动理论是振动理论的理论基础。
力学模型的简化方法。
振动特性的讨论。
扭转振动;计算系统固有频率的几种方法。
单自由度系统有阻尼自由振动。
简谐激振力引起的受迫振动。
关键词:振动 机械 系统 力学 理论 引言:单自由度系统的振动理论是振动理论的理论基础。
尽管实际的机械都是弹性体或多自由度系统,然而要掌握多自由度振动的基本规律,就必须先掌握单自由度系统的振动理论。
此外,许多工程技术上的具体振动系统在一定条件下,也可以简化为单自由度振动系统来研究。
例如:悬臂锤削镗杆;外圆磨床的砂轮主轴;安装在地上的床身等。
一、 力学模型的简化方法若忽略这些零部件中的镗杆、主轴和转轴的质量,只考虑它们的弹性。
忽略那些支承在弹性元件上的镗刀头、砂轮、床身等惯性元件的弹性,只考虑它们的惯性。
把它们看成是只有惯性而无弹性的集中质点。
于是,实际的机械系统近似地简化为单自由度线性振动系统的动力学模型。
在实际的振动系统中必然存在着各种阻尼,故模型中用一个阻尼器来表示。
阻尼器由一个油缸和活塞、油液组成。
汽车轮悬置系统等等。
二、单自由度振动系统——指用一个独立参量便可确定系统位置的振动系统。
所有的单自由度振动系统经过简化,都可以抽象成单振子,即将系统中全部起作用的质量都认为集中到质点上,这个质点的质量m 称为当量质量,所有的弹性都集中到弹簧中,这个弹簧刚度k 称为当量弹簧刚度。
以后讨论中,质量就是指当量质量,刚度就是指当量弹簧刚度。
在单自由度振动系统中,质量m 、弹簧刚度k 、阻尼系数C 是振动系统的三个基本要素。
有时在振动系统中还作用有一个持续作用的激振力P 。
应用牛顿运动定律,作用于一个质点上所有力的合力等于该质点的质量和该合力方向的加速度的乘积。
单自由度系统无阻尼自由振动无阻尼自由振动是指振动系统不受外力,也不受阻尼力影响时所作的振动。
三、振动特性的讨论 1.振动的类型无阻尼自由振动是简谐振动。
浅析电磁弹性薄板振动力学研究进展论文
浅析电磁弹性薄板振动力学研究进展论文浅析电磁弹性薄板振动力学研究进展论文引言电磁效应是变形场同电磁场、温度场在弹性固体内外产生相互作用的一种效应。
在线性状态的范围内,此效应无论是对电介质,还是对导电物体均具各式各样的数学模型。
最近几年,把研究此效应的新兴学科称为耦合场理论。
其中,磁弹性理论将专门研究电磁场同变形场的耦合,即研究在弹性固态物体中电磁场同变形场的相互作用。
这个理论基本是线弹性理论和在自由运动介质中线性电动力学理论的耦合。
如果所研究的弹性体位于初始强大的磁场中,机械荷载、热荷载在引起变形场的同时,将要产生电磁场。
两个场将发生相互作用和相互影响,出现耦合机制。
电磁场对变形场的作用是由运动方程中的洛仑兹力引起。
变形场会影响磁场的强度、磁弹性波和电磁波的传播速度与位相,具体表现在欧姆定律中多了电流密度增长项,而且该项取决于变形物体在磁场中的位移速度。
电磁结构的磁弹性非线性问题理论的广泛研究对于处在高温、高压和强电磁场作用下的结构元件的设计、制造及可靠性分析都具有非常重要的意义。
当电磁结构处在外加电磁场环境中时,一方面电磁结构受到电磁力作用而变形; 另一方面结构的变形又导致电磁场发生改变进而使电磁力的分布发生变化。
对于载流导电体,其电磁力为Lorentz 力; 对于可极化或可磁化的电磁介质材料,电磁力是通过电极化或磁化与外界电磁场相互作用而产生的。
这种电磁场与力学场相互耦合的一个基本特征就是非线性,即使将电磁场与力学场分别处理为线性的,经耦合后的电磁弹性力学边值方程仍呈非线性,这无疑给磁弹性理论的力学行为的定量分析带来难度,使它成为近代力学研究中的一个极富挑战性的课题。
1 薄板磁弹性振动问题的研究国内外学者对电磁弹性振动问题已经做了大量的研究,取得了很多成果。
Pan E 等研究了支持多层板的电磁弹性振动解。
C. L. Zhang 等研究了多铁叠层板壳的电磁影响。
Yang Gao 等总结了研究磁弹性板壳结构的精细理论。
振动力学论文
. 振动对人身体健康的影响分析摘要日常生活中我们会接触到各种各样的震动,可以说我们就生活在振动的世界中。
而这些振动在给我们带来便捷,利益的同时,也存在着很大的危害,例如:1831年,曼彻斯特吊桥就是由于共振现象导致大桥倒塌,通过的人马全部坠河。
现实社会中,我们经常遇到的对身体具有影响的振动现象包括交通系统的振动,噪音,手机振动等等。
本文着重分析振动现象对人身体健康所造成的危害以及该如何防范。
随着现代工业的迅速发展和城市规模的日益扩大,振动对大都市生活环境和工作环境的影响引起了人们的普遍注意.。
国际上已把振动列为七大环境公害之一,并开始着手研究振动的污染规律、产生的原因、传播途径、控制方法以及对人体的危害等.。
据有关国家统计,除工厂、企业和建筑工程外,交通系统引起的环境振动(主要是引起建筑物的振动) 是公众反映中最为强烈的【1】机械振动对人体的危害主要表现在两个方面:一是振动产生的噪声对人体的危害;二是使人体产生振动疾病。
机械振动使机械本身及其基础产生上下、前后、左右变位,如果人体处在该条件下,亦将随之产生相应的变位。
人们通过操作振动工具的手、站立时的脚、坐下时的臀部或躺卧时的躯干而感受到振动。
人体各部位都有其共振频率,在引起共振的部位会有异样的感觉。
当振动超过一定的频率时,会引起人体局部的或全身性疾病。
【2】为了保障人的身体健康并为人们创造一个舒适的工作和生活环境,研究振动对我们人类来说是有巨大意义的。
本文主要对生活中的环境振动对我们产生的危害进行简单的介绍与论述,以期引起大家重视,进而避免,来保证我们的安全和健康从我们最常见的交通系统,到我们日常生活中使用的各种机械设备,很多情况下会使我们的身体处于振动的环境中。
这些广泛存在的机械振动,在生产实践中对我们的人体生理活动会产生很大的影响。
交通系统的震动会对我们身体各个部位都产生危害,噪音对于耳膜,对于大脑神经的伤害也不容忽视,手机振动是我们最容易忽视的一种振动现象,但是手机振动往往会对心脏产生危害。
振动力学论文
机床颤振的若干研究和进展摘要:本文根据颤振的发生机理分别阐述了机床颤振的理论模型的研究方法和发展过程,并且着重讨论了近十几年在机床颤振的控制及在线监控领域内的动态和进展。
从文中可以看出机床颤振的研究日益深入,并且与其它学科之间不断交叉发展。
关键词:颤振;非线性;在线监控;稳定性0 引言在机械制造工艺学的学习中,我初步了解了机械加工过程中的振动及其分类。
振动的产生,使工艺系统的正常切削过程受到干扰和破坏,进而在工件表面形成了振纹,降低了零件的加工精度和表面质量。
强烈的振动会使切削过程无法进行,甚至造成刀具“崩刃”。
振动影响刀具的耐用度和机床的使用寿命,还会发出刺耳的噪声,使工作环境趋于恶化,影响工人的身心健康。
随着现代工业的发展,高效、高速、强力切削和磨削加工成为机械加工发展的重要方向,但是由此引发的强迫振动、自激振动等,都是实现和推广这些加工方法的障碍。
在机床上发生的自激振动类型较多,例如回转主轴(或与工件联系、或与刀具联系)系统的扭转或者弯曲自激振动;机床床身、立柱、横梁等支撑件的弯曲或扭摆自激振动;切屑形成的周期性颤振和整台机床的摇晃。
此外还有机床工作台等移动部件在低速运行时所发生的张驰摩擦自激振动(通称爬行)等等。
通常把金属切削过程中表现为刀具与工件之间强烈的自激振动称为“颤振”。
自20世纪40年代以来,切削颤振一直是机械制造行业与切削加工领域的一项主要研究课题,同时发展出机床动力学、切削动力学的学科分支。
随着加工精度、生产效率、自动化、集成化程度的提高,现代化的制造系统——柔性制造系统(FMS)、计算机集成制造系统(CIMS)促进了颤振的在线监控与控制技术的发展。
另一方面随着计算机的发展和其深入应用,各学科各部门之间日益渗透和交叉,为切削颤振的研究提供了更为广阔的理论基础和技术手段,使得切削颤振的研究无论是在理论上还是在实际应用方面都有着深刻的变化和长足的发展。
【1】1颤振模型的理论研究和进展对于机床颤振的研究,很自然是从颤振的机理与模型的研究开始的。
机械振动课程论文
机械振动引言:从控制振源、隔振措施等方面论述了工程机械发动机的减振技术,提出了由被动减振到主动减搬起石头砸自己的脚的基本思路,指出了工程机械减振的可行方法,以及今后的研究方向和可能的发展。
(一)基本方法从控制振源、隔振措施等方面论述了工程机械发动机的减振技术,提出了由被动减振到主动减搬起石头砸自己的脚的基本思路,指出了工程机械减振的可行方法,以及今后的研究方向和可能的发展。
振动和噪声是工程机械工作时的两大公害。
发动机是工程机械主要振动源。
发动机振动的传播直接影响到工程机械的整机可靠性和使用寿命,同时也使司机的乘坐舒适性变差,降低工作效率。
必须采用一些有效方法来减少振动。
一般评估电动机的品质除了运转时之各特性外,以人之五感判断电机振动及电机振动噪音的情形较多。
而电动机产生的电机振动电机振动噪音,主要有:1、机械电机振动电机振动噪音,为转子的不平衡重量,产生相当转数的电机振动。
2、电动机轴承的转动,正常的情形产生自然音,精密小型电动机或高速电动机情形以外,几乎不会有问题。
但轴承自然的电机振动与电动机构成部材料的共振,轴承的轴方向弹簧常数使转子的轴方向电机振动,润滑不良产生摩擦音等问题产生。
3、电刷滑动,具有电刷的DC电动机或整流子电动机,会产生电刷的电机振动噪音。
4、流体电机振动噪音,风扇或转子引起通风电机振动噪音对电动机很难避免,很多情形左右电动机整体的电机振动噪音,除风扇的叶片或铁心的齿引起气笛音外,也有必要注意通风上的共鸣。
5、电磁的电机振动噪音,为磁路的不平衡或不平衡磁力及气隙的电磁力波产生之电机振动噪音,又磁通密度饱和或气隙偏心引起磁的电机振动噪音。
一、机械性电机振动的产生原因与对策(二)主要措施1 振源控制振源控制贯穿于设计,制造乃至使用的全过程,体现在诸如改善发动机平衡性能、动力学性能、零部件的加工与装配精度等。
发动机在工作中产生振动的形式是多样的,主要原因有:发动朵重心周期性移动,往复运动件沿气缸上下作用的惯性力,所有旋转运动件的离心惯性力,气体压力交替作用引起曲轴回转周期变化等。
机械振动的原理及应用论文
机械振动的原理及应用论文引言机械振动是指物体在作用力的作用下发生周期性的振动运动。
机械振动在工程学和物理学中具有重要的应用价值,对于了解动力学、噪声控制、振动减震等方面都具有重要的意义。
本文将介绍机械振动的基本原理,并探讨其在不同领域的应用。
机械振动的基本原理1.振动的定义–振动是指物体通过一定的载荷或激励作用下,沿某个方向围绕某一平衡位置做往复或周期性运动。
2.振动的特性–幅度:振动的最大偏离距离。
–频率:振动在单位时间内完成的周期数。
–周期:振动所需的时间。
–相位:振动状态与参考状态之间的时间差。
3.振动的力学模型–单自由度系统:一个自由度的质点系统,如单摆、弹簧振子等。
–多自由度系统:多个自由度的质点系统,如悬臂梁、弦振动等。
4.振动的方程–单自由度振动方程:描述单自由度系统的振动行为。
–多自由度振动方程:描述多自由度系统的振动行为。
机械振动的应用1.工程领域中的应用–振动传感器:用于测量和监控振动信号,广泛应用于工业设备的故障诊断与预测、结构健康监测等方面。
–振动减震:通过减少结构和设备的振动,降低噪声和震动对周围环境的影响。
–振动筛分:用于对颗粒物料进行分级和筛分,广泛应用于矿石、建材、化工等行业。
2.物理学中的应用–声学研究:振动是声波传播的基础,通过研究机械振动可以更好地理解声音的产生和传播规律。
–分子动力学研究:振动是分子间相互作用的表现形式之一,研究机械振动可以揭示物质的结构和性质。
3.生命科学中的应用–振动诊断:通过分析人体的振动信号,可以识别和监测身体的健康状况,有助于医学诊断和治疗。
–体育科学:研究人体运动中的振动特性,可以改善运动员的技术和训练方法。
结论机械振动作为一种重要的物理现象和工程应用,不仅在工程学中有着广泛的应用,还涉及到物理学、生命科学等多个学科领域。
通过对机械振动的研究和应用,可以更好地理解物体的运动规律,改善工程和生活中与振动相关的问题。
以上是对机械振动的原理及应用进行论述的文档,介绍了机械振动的基本原理和特性,并探讨了在工程、物理学和生命科学等领域中的应用。
桥梁振动论文
桥梁振动论文摘要:桥梁作为重要的交通基础设施之一,在现代社会发挥着重要的作用。
然而,由于交通流量的不断增加,桥梁的振动问题也日益成为一个严重的关注点。
本论文旨在研究桥梁振动的原因、危害以及可能的解决方案。
首先,我将介绍桥梁振动的概念和分类,包括自由振动、受迫振动和共振。
接着,我将探讨桥梁振动的原因,包括交通荷载、风荷载、地震以及其他因素。
随后,我将详细介绍桥梁振动可能导致的危害,如结构疲劳、松动连接和对行车安全的威胁。
最后,我将介绍一些可能的解决方案,包括结构改进、材料改良和监测系统等。
通过对桥梁振动问题的深入研究,我们可以提高桥梁的安全性和可靠性,以确保交通流畅和行车安全。
关键词:桥梁、振动、危害、解决方案、安全性1. 引言桥梁作为连接两岸的重要交通通道,承载着大量的行车和行人交通。
然而,随着交通流量的不断增加,桥梁的振动问题日益引起人们的关注。
桥梁振动的存在不仅对桥梁自身的结构安全构成威胁,同时也对行车安全造成潜在的危害。
因此,对桥梁振动问题进行深入研究,寻找解决方案具有重要的理论和实际意义。
2. 桥梁振动的分类2.1 自由振动自由振动是指桥梁在没有外力作用下,由于受到初始位移或速度的扰动而产生的振动。
这种振动通常是由桥梁结构的固有特性决定的,如刚度、质量、阻尼等。
2.2 受迫振动受迫振动是指桥梁在外界周期性激励作用下产生的振动。
常见的外界激励包括交通荷载、风荷载和地震。
这些激励会对桥梁结构产生周期性的力作用,从而导致桥梁振动。
2.3 共振共振是指桥梁结构在受到外界激励时振动幅值逐渐增大的现象。
当外界激励的频率与桥梁的固有频率接近时,共振现象尤为明显。
机械振动课的论文
机械振动在生活生产中的实际应用以及共振的危害(一)、机械振动在生活生产中的实际应用机械振动,也简称为振动,物理学上是这样给它定义的:物体在平衡位置附近做往复运动的运动。
在现实生活中我们能看到很多机械都是运用机械振动这一学说理论来建造出来的。
比如筛分设备、输送设备、给料设备、粉碎设备等等机械设备都是将理论运用到现实生活中的结果。
以下我就举些例子来加以说明机械振动具体得在哪些产品中运用到了。
先说说筛分设备,筛分设备是机械振动在现实生活中运用的最多的产品。
比如热矿筛、旋振筛、脱水筛等各种各样的筛分设备。
顾名思义,筛分设备就是运用振动的知识和筛分部件将不同大小不同类型的物品区分开来,以减少劳动力和提到生产效率。
例如:热矿筛采用带偏心块的双轴激振器,双轴振动器两根轴上的偏心块由两台电动机分别带动做反向自同步旋转,使筛箱产生直线振动,筛体沿直线方向作周期性往复运动,从而达到筛分目的。
又如南方用的小型水稻落谷机,机箱里有一块筛网,由发动机带动连杆做往复运动,当水稻连同稻草落入筛网的时候,不停的振动会让稻谷通过筛网落入机箱存谷槽,以实现稻谷与稻草的分离,减少人力资源,提高了农业效率。
输送设备运用到机械振动也是很多的。
比如:螺旋输送机、往复式给料机、振动输送机、买刮板输送机等输送设备。
输送设备就是将物体从一个地方通过输送管道输送到另一个地方的设备,以节约人力资源,提高生产效率。
例如:广泛用于冶金、煤炭、建材、化工等行业中粉末状及颗粒状物料输送的振动输送机,采用电动机作为优质动源,使物料被抛起的同时通过输送管道做向前运动,达到输送的目的。
给料设备在某种程度上与输送设备有共同之处,例如:振动给料机、单管螺旋喂料机、振动料斗等设备。
就拿振动料斗来说吧,振动料斗是一种新型给料设备,安装在各种料仓下部,通过振动使物料活化,能够有效消除物料的起拱,堵塞和粘仓现象,解决料仓排料难的问题。
总而言之,机械振动在现实生活生产中的应用是多种多样的,有的是直接应用,有的是间接应用。
振动力学对工程设计的重要性
振动力学对工程设计的重要性振动是物体固有的特性,广泛存在于我们周围的世界中。
在工程设计中,振动力学是一门关键的学科,它研究物体在受到外界激励时的振动行为和动力响应,对于确保工程的安全性、可靠性以及优化设计至关重要。
本文将探讨振动力学在工程设计中的重要性,从结构、机械和电子等不同领域分别阐述。
振动力学在结构工程设计中有着重要作用。
结构工程涉及建筑物、桥梁、钢结构等领域,其中振动问题是非常关键的。
通过振动分析可以确定结构的固有频率,这有助于避免共振现象的发生,确保结构的稳定性和耐久性。
此外,振动力学还能帮助工程师评估结构的振动响应,为结构改进和设备选择提供依据。
例如,通过振动测试和模拟分析,可以优化建筑物的减振措施,提高结构的抗震能力。
在机械工程设计中,振动力学也扮演着重要角色。
机械设备的正常运转中往往会产生振动。
振动分析可以帮助工程师确定机械设备的固有频率和共振点,从而避免共振引起的结构破坏和设备损坏。
此外,振动力学还能对机械系统的动力响应进行分析和优化,以提高系统的性能和效率。
例如,在汽车制造中,振动力学可用于评估发动机和底盘的振动特性,确保汽车的舒适性和稳定性。
在电子工程设计中,振动力学同样非常重要。
电子设备和电子元件通常对振动非常敏感,振动可能导致设备失效或性能下降。
通过振动分析和测试,工程师可以确定电子设备的抗振能力和工作可靠性,为设计合适的防护措施提供依据。
振动力学还广泛用于电子产品的可靠性测试和质量控制,以确保产品在运输和使用过程中不会受到振动影响。
除了上述领域外,振动力学在工程设计的其他领域也有着重要的应用。
例如,航空航天工程中的振动分析可以帮助工程师评估飞机结构在飞行中的振动响应,确保飞行安全。
振动力学还在声学工程设计中发挥关键作用,用于降噪和提升声学环境。
总之,振动力学在工程设计中的重要性不可忽视,它对设计的安全性、可靠性和性能提升起到了关键作用。
综上所述,振动力学在工程设计中具有重要的意义。
关于振动的课题论文
09010131王子超摘要:我们通常研究的振动是一种周期性的运动。
所谓周期性运动是指在时间上具有重复性或往复性的一种运动,是遍及自然界及社会科学界的一种运动方式。
在物理学中,广义地说,凡描述物质运动状态的物理量,在某一数值附近做周期性的变化,都叫做振动。
本文主要研究简谐振动以及振动的合成,振动的能量,并简要介绍共振及其应用。
关键字:振动周期性合成能量共振一.有关振动的概念及特点振动(又称振荡)是指一个状态改变的过程。
即物体的往复运动。
简谐振动:加速度a与位移的大小x成正比,而方向相反的振动。
简谐振动的特点:1。
有一个平衡位置(机械能耗尽之后,振子应该静止的唯一位置)。
2。
有一个大小和方向都作周期性变化的回复力的作用。
3。
频率单一、振幅不变。
振幅A:简谐运动物体离开平衡位置最大位移的绝对值A。
振动的周期T:物体做一次完全振动所经历的时间。
频率f:单位时间内物体所作的完全振动的次数。
圆频率ω:一秒钟对应的圆心角。
一次全振动对应的圆心角就是2π(即360度)。
相位:当振幅和频率一定时决定振动物体在任意时刻相对平衡位置的位移和速度的物理量。
广义的振动从广义上说振动是指描述系统状态的参量(如位移、电压)在其基准值上下交替变化的过程。
狭义的指机械振动,即力学系统中的振动。
电磁振动习惯上称为振荡。
力学系统能维持振动,必须具有弹性和惯性。
由于弹性,系统偏离其平衡位置时,会产生回复力,促使系统返回原来位置;由于惯性,系统在返回平衡位置的过程中积累了动能,从而使系统越过平衡位置向另一侧运动。
正是由于弹性和惯性的相互影响,才造成系统的振动。
按系统运动自由度分,有单自由度系统振动(如钟摆的振动)和多自由度系统振动。
有限多自由度系统与离散系统相对应,其振动由常微分方程描述;无限多自由度系统与连续系统(如杆、梁、板、壳等)相对应,其振动由偏微分方程描述。
方程中不显含时间的系统称自治系统;显含时间的称非自治系统。
按系统受力情况分,有自由振动、衰减振动和受迫振动。
简谐振动论文
自然界中存在许多振动现象,在众多的振动中,有一种振动最为简单也最为基本,它就是简谐振动。
但是现行的物理教材和参考资料对简谐振动合成这一部分却没有一个系统的介绍。
而简谐振动的合成又在日常生活中运用的十分广泛,针对这一实际情况,本文将重点讨论简谐振动合成及相关问题,旨在让大家对简谐振动的合成有个系统而又全面的认识。
关键词:简谐振动;简谐振动方程;简谐振动合成;同频率;同方向;不同频率;相互垂直;任意方向;合振动方程。
There are many vibration phenomena in nature, in a large number of vibration, there is a vibration is the most simple and most basic, it is simple harmonic motion. But the current physics textbooks and reference materials on the synthesis of simple harmonic motion but not the introduction of a system, and simple harmonic motion synthesis and use in daily life is very extensive, for the actual situation, this article will focus on synthesis and simple harmonic motion Issues related to the synthesis of simple harmonic motion so that we have a systematic and comprehensive understanding.Key words: harmonic oscillation;simple harmonic motion equations;simple harmonic motion synthesis;the same frequency;in the same direction;different frequency;perpendicular to each other;in any direction, co-vibration equation。
振动力学论文
振动问题随着社会的发展和科技的进步,人们日常生活以及工作中经常接触到振动。
从我们最常见的交通系统,到我们日常生活中使用的各种机械设备,很多情况下会使我们的身体出于振动的环境中,下面我们就谈一谈交通中的振动危害和防治办法。
随着现代工业的迅速发展和城市规模的日益扩大,振动对大都市生活环境和工作环境的影响引起了人们的普遍注意. 国际上已把振动列为七大环境公害之一,并开始着手研究振动的污染规律、产生的原因、传播途径、控制方法以及对人体的危害等. 据有关国家统计,除工厂、企业和建筑工程外,交通系统引起的环境振动(主要是引起建筑物的振动) 是公众反映中最为强烈的. 随着城市的发展,在交通系统设计规划中,对环境影响的考虑越来越多. 这主要因为过去城市建筑群相对稀疏,而现在,随着城市建设的迅猛发展, 多层高架道路、地下铁道、轻轨交通正日益形成一个立体空间交通体系,从地下、地面和空中逐步深入到城市中密集的居民点、商业中心和工业区. 如日本东京市内的交通道路很多已达到5 ~7 层,离建筑物的最短距离小到只有几米,加上交通密度的不断增加,使得振动的影响日益增大. 交通车辆引起的结构振动通过周围地层向外传播,进一步诱发建筑物的二次振动,对建筑物特别是古旧建筑物的结构安全以及其中居民的工作和日常生活产生了很大的影响. 例如在捷克,繁忙的公路和轨道交通线附近,一些砖石结构的古建筑因车辆通过时引起的振动而产生了裂缝,其中布拉格、哈斯特帕斯和霍索夫等地区发生了由于裂缝不断扩大导致古教堂倒塌的恶性事件. 在北京西直门附近,距铁路线约150 m 处一座五层楼内的居民反映,当列车通过时可感到室内有较强的振动,且受振动影响一段时间后,室内家具也发生了错位. 另外,由于人们对生活质量的要求越来越高,对于同样水平的振动,过去可能不被认为是什么问题,而现在却越来越多地引起公众的强烈反应. 这些都对交通系统引起的结构振动及其对周围环境影响的研究提出了新的要求,也引起了各国研究人员的高度重视.交通车辆引起的结构和地面振动是城市交通规划中的一个重要问题,由其进一步引发的周边建筑物振动以及相应的振动控制和减振措施,在规划和设计的最初阶段就应加以考虑. 为此,德国的J . Melke 等提出了一种基于脉冲激励和测试分析的诊断测试方法,来预测市区铁路线附近建筑物地面振动水平,并通过不同测点数据的传递函数分析研究了振动波的传播规律. F. E. Richart 和R. D. Woods 等则针对隔振沟和板桩墙等隔振措施进行了实验研究.此外,西班牙、捷克等国在这些方面也做了大量的测试、调查和研究工作,通过对几种不同场地土的测试结果统计,分析了列车引起的地面振动波的传播和衰减特性,并从降低行车速度、减轻荷载重量、提高路面平整度等方面提出了减少振害的措施.在国内,虽然城市建设起步得较晚,但随着现代化的进程,交通系统大规模发展的趋势是极为迅速的. 由于轨道交通系统具有运量大、速度快、安全可靠、对环境污染小、不占用地面道路等优点,成为缓解城市交通拥挤和减少污染的一种有效手段. 目前,我国已经拥有或正在建设地下铁道的城市越来越多,不少城市还在筹建高架轻轨交通系统. 近年来在城市交通系统建设中,对于振动可能影响环境和周边建筑物内居民生活和工作的问题也进行了预测,如拟议中的西直门至颐和园轻轨快速交通系统可能对附近的文化和科研机构产生振动影响、地铁南北中轴线可能对故宫等古建筑产生振动影响、拟建的京沪高速铁路沪宁段高速列车对苏州虎丘塔可能产生振动影响等. 为此,国内不少单位已开始结合北京、上海、沈阳等一些大城市修建地铁、轻轨交通系统时车辆引起的环境振动问题进行研究,发表了初步的研究成果。
机械振动课程论文
机械振动振动是一种特殊的震荡,即平衡位置附近微小或有限的振荡。
工程技术设计的机械和结构的振动称作机械振动。
按振动产生的原因分为:自由振动、强迫振动、自激振动。
自由振动是系统受初始干扰或原有外激励力取消后产生的振动。
强迫振动是系统在外激励力作用下产生的振动。
自激振动是在没有周期外力作用下.由系统内部激发及反馈的相互作用而产生的稳定的周期振动按结构参数的特性分为:线性振动、非线性振动。
线性振动是系统内的恢复力、阻尼力和惯性力分别与振动位移、速度和加速度成线性关系的一类振动,可用常系数线性微分方程来描述。
非线性振动式系统内上述参数有一组以上不成线性关系时的振动,此时微分方程中将出现非线性项。
按系统的自己度数分为:单自由度系统振动、多自由度系统振动、连续体振动。
单自由度系统振动是指只用一个独立坐标或能确定的系统振动。
多自由度系统振动是需要多个独立坐标才能确定的系统振动。
连续体振动即无限多自由度系统的振动,一般也称弹性体振动,需用偏微分方程来描述。
自由度数是完全描述系统的一切部位在任何顺时的位置所需要的独立坐标的个数按振动的规律分为:简谐振动、周期振动、瞬态振动、随机振动。
简谐振动是振动量为时间的正弦或余弦函数的一类周期振动。
周期振动是指振动量可表示为时间的周期函数的一大类振动,可用谐波分析法将其展开成一系列简谐振动的叠加。
瞬态振动是指振动量为时间的非周期函数,通常只在一定时间内存在。
随机振动是指振动量为时间的非确定性函数的一大类振动,只能用概率统计的方法进行研究。
按振动位移的特征分为:直线振动、圆振动。
直线振动的特征是振动体上质点的运动轨迹是直线,包括振动体上质点只沿轴线方向振动的纵向振动和振动体上做垂直于轴方向振动的横向振动(又称弯曲振动。
圆振动的特征是振动上质点的运动轨迹为圆弧线,对轴线而言,振动体上的质点只作绕轴线的振动,也称角振动或扭转振动。
机械系统之所以会产生振动是因为它本身具有惯性和弹性从能量的观点看,惯性是系统保持动能的特性,而弹性则是系统贮藏势能的特性。
电机振动论文电机处理论文
电机振动论文电机处理论文【摘要】电机振动这一问题具有复杂性、综合性的特点,因此在分析电机振动问题、处理电机振动问题的时候,首先要寻找引发问题的根源,接着确定解决该问题的方案。
相关的工作人员在分析以及处理电机振动问题的时候,要充分利用自身的工作经验,尽可能减少由于电机振动而引发的一系列事故。
1电机振动的原理电机在运行过程中会发生振动,具体的振动如下:定子的振动、轴承的振动、转子的振动。
其中定子的振动中包括了以下几个方面的振动,如:定子绕组的振动、机座的振动、定子铁心的振动。
通常情况下由电磁力引起了定子铁心的振动。
如果电磁力的频率与定子周边的振动频率相接近,此时虽然电磁力的频率很小,但是仍然还可以引起定子铁心的振动。
一些内部因素、外部因素都会影响到轴承的振动。
其中内部因素包括了加工装配中存在的故障;外部因素包括了外界的力。
在内部因素和外部因素的作用下,电机会运行,然而在运行过程中轴承与轴承座会发生碰撞,从而导致该系统发生了振动。
转子的振动包括了以下几个方面的振动,如:转轴的振动、转子铁心的振动。
通常情况下转子本身的振动特性会影响着转子的振动。
转子的弯曲振动会受到以下多个因素的影响,如较为不平衡的电磁力、较为不平衡的质量等。
机座的振动源往往是借助铁心与机座的连接传来的。
2电机振动带来的危害噪声是电机振动带来的第一大危害。
振动、噪声会影响到物理装置的寿命,还会影响到其他声音的鉴别。
如果噪声的分贝超出了规定的范围,这会严重影响到周边人的身体健康。
严重的情况下还会影响到周边的建筑物。
不管是哪一种设备,其在运行过程中都会出现振动这一现象。
与其他设备一样,电机在运行过程中的振动幅度是不同的,并且振动会给电机带来一定的危害,具体的危害如下:第一,消耗掉更多的能量,降低了电机的工作效率;第二,电机轴承受到了伤害,电机轴承的磨损速度越来越快,从而加快了电机轴承的更新换代;第三,容易造成转子磁松动,并且定子与转子之间会发生碰撞,最终导致电机转子出现弯曲、断裂的现象;第四,造成电机端部松动,加快了绝缘的更新换代,如果电机振动较为严重,此时还会引发绝缘击穿;第五,影响到其他设备的运转,导致零件松动或者零件损坏,最终引发安全事故。
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带有集中质量矩形板的振动分析
力学C102 马海蕾(105623)、王晖(105628)
摘要:工程实际中有许多附加集中质量薄板结构,针对这类结构动
力学问题,建立了带有集中质量矩形板的力学模型,该模型可作用任何类型载荷。
运用多约束分析法分析了有集中质量矩形板特征值及振型,并给出了薄板振动响应计算公式,提升了薄板振动自然频率,该结果可用于实际工程中薄板振动主动控制的研究。
关键词:薄板振动,集中质量,多约束分析,固有振型
带有集中质量矩形板振动问题在工程应用中非常普遍。
矩形薄板在航空、航海、建筑、机械等结构中有着非常广泛的应用,构成了这些结构的一些关键部件。
这些结构在许多情况下都经受着振动,对其振动特性进行深入的研究是非常重要的。
国内研究带有集中质量薄板自由振动是有限元等方法,国外运用模态分析和数值混合边界法,研究了带有质量弹簧的夹支矩形板的振动问题。
集中质量薄板固有频率和振型数
忽略剪切变形及转动影响,根据薄板的小挠度假设理论,均质
矩形薄板的受迫振动微分方程为24
2
(,,)
(,,)(,,)w x y t D w x y t p x y t +=э∨ρ
эt -----(1),式中422222=)x y +∨(э/ээ/э是双调和算子,D=E 3h /[12(1-2v )]是薄板的弯曲刚度,E 是杨氏模量,h 是板的厚度,v 是泊松比,ρ是薄板的单位面积质量,w(x ,y ,t)是薄板在(x ,y )位置瞬时t 的横向变形p (x ,y ,t )是横向外载。
根据模态叠加原理,将w(x ,y ,t)写成级数形式w(x ,y ,t)={W (x ,y)}T {q(t)}-----(2)。
其中
{W (x ,y)}={ 1W (x ,y),2W (x ,y),… ,n W (x ,y) }T {q(t)}={1q (t),2q (t), … ,n q (t) }T
式中:i W =(x ,y)是地i 阶广义坐标,n 是模态数。
其中,模态函数i W =(x ,y)必须与均匀薄板的固有频率w 一一对应。
将(2)带入式(1),有
..
4{(,)}{(,)}{()}{(,)}{(,)}{()}{(,)}(,,)T
T A
A
A
W x y W x y dxdy q t W x y D W x y dxdy q t W x y x y t dxdy
ρρ+=⎰
⎰⎰∨ 运用模态函数的正交性和正则模态的特性,则有
..
{()(,...,){()}{()}q t diag w w q t P T +=-----(3)
其中(,,)(,)j j A P p x y t W x y dxdy =⎰
-----(4)
j w ==若作用载荷是集中力则p (x ,y ,t )可表示为
p(x,y,t)=P (11,x y )δ(x-1x ,y-1y ) 则式(3)可具体表示为
..
2
1212()()(,,)(,),(1,2,...,)j j j j q t w q t P x y t W x y J n +=------(6)
对于带有集中质量薄板的自由振动,考虑将集中质量的惯性力当做外加激力[13],即
221111,1,11122
1
()(,,)
(,,)(,)n
i i c c i q t w x y t P x y t m m W x y t t -=-=-∑ээээ 则均匀质量板的受迫振动方程(6)可以用来确定带有集中质量薄板的固有频率及对应振型。
如果薄板带有k 个集中质量,则从式(6)和式(4)可以得到
..2
..
,111111
1
()()(,)(,)()n n
j j c J i j i i q t w q t m W x y W x y q t ==+=-∑∑-----(7)
当薄板做简谐振动时,广义坐标()j q t 取为()i wt
j j q t q e -
-
=
式中:j q -是()j q t 的振幅,w -
是带有k 个集中质量薄板的固有频率。
将式
(
8)
代入
式(7)得到
2
2
2
,1
11111
1(,)(,),(1,2,...,)k
n
j c j i j j i w q w q w
m
W x y W x y q j n ---
--
=+=∑∑-----(9)
令 ×122
2
2
2
12×,1121={}{}{}{,,...}(1,...,1),
(,,...,)[(,)]
T n n T
n n n k
n n c j W W W q q q q I diag w diag w w w A m W x x -
-
-
-
====∑-----(10)
则式(9)可以写成矩阵形式
2
{}(){}w q w I A q --
-
=+-----(11)
式(11)是带有k 个集中质量的薄板的特征方程。
由式(11)求得特征值j w -(j-1,2,…,n)和特征向量(){}(1,2,...,)j q j n -
=。
j w -
即为带有集中质量薄板的固有频率,与之对应的振型(,)j W x y 可以
由式(2)和式(8)得到()()1
(,)(,){(,)}()n
j T
j j i i
i W x y W x y q
W x y q -
-
===∑-----(12)
对于不同的边界条件,均匀薄板正则模态的表达式、、是不一样的,但从上面的推到可以看出,并没有涉及正则模态、、的具体形式,所以这种方法可以求解任意边界条件的带有任意集中质量的振动问题,也就是说,只要知道任意边界条件的均匀薄板的模态函数,并且具有自伴性就可以求得任意边界条件带有任意集中质量的固有频率对应的振型。