机械振动案例分析

●恶化飞机和车船的乘载条件，等等。
地震，群灾之 首。强烈的破坏性 地震瞬间将房屋、 桥梁、水坝等建筑 物摧毁，直接给人 类造成巨大的灾难， 还会诱发水灾、火 灾、海啸、有毒物 质及放射性物质泄 漏等次生灾害。
印度洋强震引发海啸席卷南亚东南亚
建造结构振动台模型试验
一种吸声型ຫໍສະໝຸດ Baidu声屏障结构
利用声屏障将声源 和保护目标隔开
在振动力学研究兴起之前,有两个典型的振动问题引起注 意,即弦线振动和单摆摆动。弦线振动是无穷多自由度连 续系统的振动,单摆摆动是单自由度离散系统的振动,振幅 不大时都可认为是线性的.单摆振动比较简单,对后来线性 振动的发展影响不大。
1678年Hooke提出弹性定律,建立了弹性体变形与恢复力 间的线性关系,引入了振动系统的基本组成部分——弹簧， 1678年，Newton在其划时代的《自然哲学之数学原理》 中建立了运动变化与受力间的关系,使振动问题的动力学 研究成为可能,他也定义了振动系统的另一基本组成部分— —质量,假设了介质阻力与速度及速度平方成正比,形成阻 尼概念的雏形。
战国初期为了防御敌国的地道战术在《墨子．备学 篇》记载了一种防御方式 ，守军在城内沿城墙根约 每隔6米挖一口井。深约3米左右。让陶工烧制坛子 ，有耳朵灵敏的人日夜值班，并将耳朵贴在坛口侦 听。如果敌人正在挖地道，通过坛中的声音就能觉 察。这种方法不仅能判断敌人否在挖洞，还能从不 同的坛口的声音确定声源方向。即地道的大致方位 。这个方法很有振动学理论根据。因为敌人挖地道 的声波经同地下传到坛子，坛子内空气柱发生共鸣
机械振动，是指物体(系)在平衡位置 (或平均位置)附近来回往复的运动。
●引起噪声污染； ●影响精密仪器设备的功能，降低机械加 工的精度和光洁度； ●消耗机械系统的能量，降低机器效率；
●使结构系统发生大变形而破坏，甚至造 成灾难性的事故，有些桥梁等建筑物就是 由于振动而塌毁；
●机翼的颤振、机轮的摆振和航空发动机 的异常振动，曾多次造成飞行事故；
车载火炮稳定系统
振动引起的转子系统破坏
如果在加工时有强迫振动，又称为激励振动，它是由周期变 化的激振力所引起的，例如主轴回转不平衡、电机振动、传 动部件有缺陷，以及周围有振动源通过地基传给加工设备的 振动等，都会产生振纹。电机是主要动力源，也是振动源，
电机的振动对加工的影响很大。
汽车发动机的曲轴在工作时会发生 扭振现象，其内因是曲轴不仅自身 具有惯性，而且还有弹性，由此确 定了曲轴本身固有的自由扭转特性， 而其外因则是作用在曲轴上周期性 变化时的激振力矩，例如：大爆发 的活塞惯性力、曲柄连杆机构的惯 性力和重力、附件的不规则阻力矩 和外界作用力，这些力矩是曲轴产生扭振的能量来源，只 要机器运行，这些激振力矩就存在强迫扭振就持续发生， 使得轴在运转时产生剧烈振动。
机械振动案例分析
组员：
机械振动的发展历史 振动带来的危害及其控制 振动的利用
振动是在日常生活和工程实际 中普遍存在的一种现象，也是整 个力学中最重要的研究领域之一。
机械振动的发展历史概述
人类对振动现象的认识有悠久的历史，早在公元前6世纪 ,Pythagoras发现了较短的弦发出较高的音,将弦长缩短一半 可发出高一音阶的音符，战国时期的古人已定量地总结出 弦线发音与长度的关系,将基音弦长分为三等份,减去或增 加一份可确定相隔五度音程的各个音，公元前6世纪成书的 《旧约・约书亚记》记载共振现象,城墙在齐声呐喊中塌陷; 成书于战国时期的《庄子・徐无鬼》更明确记载了共振现 象“鼓宫宫动,鼓角角动,音律同矣”;成书于公元2～5世纪 的《犹太法典》第二章也描述一种共振象,“公鸡把头伸进空 的玻璃容器内啼鸣致使容器破碎”。
曲轴的破坏
曲轴按照激振的频率进行强制振动，当激振 频率与曲轴本身的固有频率相同时，就会产生共 振。当扭振应力超过轴系所能承受的应力时，曲 轴将产生断裂。
防止曲轴破坏的解决办法
在设计新型的内燃机过程中,就应注意设计方案和设计参 数的选择,不要使所设计的内燃机工作在临界转速内,必要 时可以通过改变曲轴的刚度、各个转动系统的转动惯量等 设计参数,以及采用内磨擦较大的材料(如球墨铸铁)来制做 曲轴,从而改变整个轴系的自振频率,避免内燃机在工作转 速范围内产生共振。当采取一定的措施后还不能解决问题, 最常用的办法就是在曲轴自由端安装减振器。
高架桥上的吸声屏障
高架桥上的吸声 与隔振组合屏障
在坦克炮塔内，陀螺仪、加速度计及角 度传感器不断地测定各种运动载荷，车载计算 机根据这些信息计算并发出抵消这些运动的控 制指令，通过伺服系统使炮塔相对于底盘水平 转动、火炮相对于炮塔高低俯仰，从而使坦克 即使在不断颠簸的运动中也能将火炮准确地对 准目标。
振动切削
振动切削加工是在刀具或工件上附加一定可控的振动，使 加工过程变为间断、瞬间、往复的微观断续切削过程。振动切 削方法首先由日本宇都宫大学的隈部淳一郎教授于60年代提出 的。目前，在日本、中国、俄罗斯、德国、韩国、印度、美国、
奥地利、英国等开展了广泛的研究与生产应用。
振动切削原理
振动切削理论是在切削过程中加入了超声振动。由工业金刚石颗粒制 成的铣刀、钻头或砂轮，在加工过程中对零件表面进行20000次/秒的连续 敲击，即使是高硬材料，在如此高频的振动敲击下，一个很小的切削力也 可将其瓦解。振动切削机床的进给力还是很大的，因此在振幅的最高点， 附在刀具上的金刚石颗粒以撞击方式将零件表面材料以微小颗粒形式分离
出来。
因振动切削机理与普通切削不同，使其具有如下现象 及效果。
1）切削抗力显著降低。 2）加工精度明显提高。 3）切削温度显著降低。 4）切削过程比较顺利。 5）加工表面质量可以得到改善
振动的利用
“振动利用工程学” 是20世纪后半期逐渐形成和发展起来的 一门新学科，振动利用工程的发展使世人瞩目。就振动机械来说， 目前已成功应用于工矿企业中的振动机器已发展到数百种之多， 在许多部门，如采矿、冶金、煤炭、石油化工、机械、电力、水 利、土木、建筑、建材、铁路、公路交通、轻工、食品和谷物加 工、农田耕作以及在人类日常生活过程中。