机械振动学研究综述

３ 振 动 危 害 的控 制
机械振动不利 的方 面可 以通过人为干预使其减小 ， 而且通过人类 自身的努力甚 至可以从根本上消除机械振动产生的危害。 当一个物体 的固有频 率与外 界对 它的作用 力的频率相差很大的时候 ， 机械振动就 可以被有效的避 免或者 消除 。生活 中有很多减少机械振动 的例子 ， 比 如说我们 经常去 电影 院看 电影 ， 经常去礼堂或者演播室参观或参加节 目，细心 的话可 以看 到这些地方 的墙 上都有一层厚厚 的像泡沫一样 的， 他们可不仅仅是装饰 品， 更主要的作用是用来吸收声音的频率 ， 使 电影院 、 礼堂、 演播室这些地方不会轻易发生共振。 长时间从事机械操 作 的工人 ， 可能要经常接触振动的工器具 ， 这对身体的危害是很大的 ， 必 须佩戴 有衬垫 的泡沫无指手套来降低机械振动对 身体的危 害。 随着 科 学技术 的不断发展 ， 减轻振动危害的方法越来越多。消声器就是一 种 人们近年发 明出来的用于消除噪音的产品 ， 现在我们所生活的环境 充 斥着各种各样 的噪音 ， 人们的 的喧 闹声 ， 汽车 的鸣笛声 等等混合在 起严重影响着人类生活的环境 ， 消声器被发明出来就是为 了消除这 些 噪音对 人类 生活的影响 。 它的原理就同无声手枪一样 ，从枪 口喷 出的高压气体具有很强 的冲击波 ， 这些冲击波经过若干气室后被不断 吸收 ， 当再次到达枪 口时气体所具有 的冲击波 已经很 小 ， 噪声也就变
Ｓ ｈ ａ ｎ ｄ ｏ ｎ ｇ Ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｉ ａ ｌ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
２ ０ １ ４年 Fra bibliotek山东 工 业 技 术
第０ ６ 期
机械振动学研究综述
雒 泽文 刘小 伟 （ 东北大学 ， 辽宁 沈阳 １ １ ０ ８ １ ９ ）
【 摘 要】 在我们的 日常生活 中无时无刻 不存 在着机械振动 ， 机械振 动对生活也是具有双 面性 ， 存在有利 的一面和 不利的一面 ， 只要 我们扬
长避短很好 的利用它 ， 就会 给我们 的生活带来很 多方便 。本文针 对机械振动进行 系统性的研 究， 深刻 阐明它的应用及 危害。
【 关 键词 】 机械 振动； 应 用； 简谐； 危害
０ 引言
我们 把一个物理 量在其平衡 点附近往 复的运动或是 这个物体经 过它 的平衡 点所做 的一种来 回循 环的运 动称 之为机械振动 。 也将其说 成是 物体 上的某一物 理量或是 整个 物体沿着 直线或非直 线来 回的颤 动， 有特 定的规 则和时间。 有 时为了浅显易懂 ， 我们将它称之 为简称 为 振动 。 机械振 动是一个非 常重要 的研究方 向， 许多年前 ， 荷兰 的科学家 研究成功 了的单摆 机械钟 就是 机械振 动的典 型应用 。直到 ２ ０ 世纪初 叶， 人们 的研究 目 标开 始改变 ， 偏向ｆ 研究避免共振 的项 目 上。 其实在 机械振动 中， 共 振始终是一个 比较大 的问题 。 在１ ３ 常生活 以及生产 中都会遇到诸 多的振 动源 ，例如风动工具 ， 小汽车 ， 轮船和 自 行车等 。规定振动量便是用来衡 量振 动强弱的一种 物理 量 ， 物体 由于外力 的作用产 生振动致使其偏 离原来 的位 置 ， 机车 不断 的增加速度减小速度及加速度部可 以看做是产生振动 的原 因。 由 于 上的原 因， 就会导致一些零件 生振动 ， 一 旦加 大振动量 ， 就会使 振动 的零件 受损 ， 这会 大大降低零 件的使用寿命 ， 严重会使整 个机器 停止运作或是导致事故发生 。例如 ， 机床上 的由于主动轴的振动就会 使它 的精确度降低 ， 这会给公 司带来 巨大 的损失 。 振动 的分类较 多， 按照不 同的标 准可 以对其进 行不同的划分 。其 中最 为熟知 的两类 是按 照原 因和振动 的规律 的划分 的。 按照产生 的原 进行分类 为： 自 激振动 、 受迫振动 、 ｆ ｊ 由振动 。按 照振动的规律进行分 类 为： 简谐振动 、 随机振动 。 再做相应的措施 。
一
得 非 常小 了 。
１ 简 谐 振 动
振动 的形式很多 ， 简谐振动是其 中的一种形式 。简谐振动的定义 为将 自变量定义为时间 的正弦 函数或者定义为余 弦函数 ， 它还是 日常 生活 中常见 的一种振动形式 。当然也是一种比较最简单的振 动。这种 简谐振动 的主要特点有往复性 、 周期性 、 对称性 。 我们熟知的古式钟摆 的左右摇动便属于简谐振动 ， 比较经典 的是 弹簧拉 ～个 小球上下或是 左右 的摆动 ， 还有就是单摆 的运动也属于简谐振动 。
４ 振 动 的应 用
因为振动这一学科属于一种交叉类型的学科 ， 以至于再许多方面 都 有其应 用之处 。它不仅在 医疗和机械中有其相关应用 ， 而且在土木 工 程领域及铸造领域也有相应 的应用 。 我们知道以前 在建设一套楼房 时， 需要我们用 比较 粗糙 的办法给地基 进行打桩 ， 也就 是耗费体力用 锤 子进行地基打桩 。现在科技发达了不再用那么原始的办法 ， 现在采 用 振动打桩技术 ， 给 桩体 一个振动波 ， 如此 产生振动波 的桩体 把相同 频率 的波传递给大地 ， 致使土地产生振动 ， 土层松动 ， 土层在这种振动 波 的作用 下摩擦 力减少 ， 如此 ， 桩体便非 常容易的打进土层之 下了。 我们 知道振动还可 以制使物料处于运动 的模式 ，其有利 于气 流的通 过， 为热交换 的形成创造 了充足的条件。分选及 混合型的振动机 器也 是大致 的道理 。 在医学上 同样也存在诸多 的应用振动的例子。 例如 ， 现 在存在 的一款化 妆品 叫做美伊 美 ， 众多女性都 特别喜欢 ， 经研究 发现 它 的按摩机原理就是 由振动原理实现的 ，该 机器有不同的工作频率 ， 种是柔波的速度 ， 另一种是快速柔波的速度。它就是通 过快 速微震