振动利用工程
工程中的振动问题及处理方法
工程中的振动问题及其处理在讲之前，首先介绍一下中冶集团建筑研究总院（原冶金工业部建筑研究总院）对振动问题进行过40年的研究，曾主持编制了两本振动设计规范：1.《制氧机等动力机器基础勘察设计暂行条例》（1977.1）2.《机器动荷载作用下建筑物承重结构的振动计算和隔振设计规程》（YBJ55-90）, 1990年一、振动中的几个基本概念1.振动问题和静力问题的区别：（A）振动变位与振动力的方向永远不一致。
在扰频/自频>1时，出现变位与扰力的方向相反的现象。
静力问题中，变位与作用力的方向总是一致的。
（B）振动与质量有关。
静力问题中与质量不发生关系。
（C）振动是时间的函数，静力与时间无关。
（D）振动有共振现象。
发生共振时振动要放大。
对钢结构，振动可放大200~300倍；对混凝土结构，振动可放大10~20倍。
对动力设备基础：对于水平和旋转振动，可放大7-10倍对于垂直振动，可放大4-8倍对于桩基础，只放大1.5-4倍对于静力问题，变形无放大问题。
2.关于自由度、自振频率和振型什么叫自由度：决定振动体系全部质点位置的独立变数的数目，φ，所以有二个振型。
也有二个自振频率。
5个，也可选10个，也可选100个。
但选的原则是：“选定结构”的最高自振频率要大于1.2倍的激振频率。
注意，振型与外力无关，与地震地面运动无关，只与m、k有关。
3.关于自由振动和强迫振动简单的说：在振动过程中，没有外力作用的振动称为自由振动，否则为强迫振动。
在自由振动时，振动的大小只取决于物体的初位移和初速度，此时无共振现象。
在工程中，像锻锤、落锤，火箭发射，爆炸，冲床，冲击式打入桩均可近似看作自由振动。
而强迫振动都是在外力作用下发生的，例如：压缩机，电动机，火车和地震等引起的结构振动均属强迫振动。
强迫振动的反应主要取决于力的大小和力的时间函数。
此时有共振问题。
4. 阻尼振动和无阻尼振动阻尼系数是振动中的一个重要指标，因为阻尼作用，所以在共振时，振幅不会无限放大，锻锤等在冲击力作用下，砧座会很快趋于平稳。
5-3 工程实际中的振动
5—3 工程实际中的振动一、教学目标1．了解阻尼振动和受迫振动现象。
2．了解共振现象，掌握共振条件。
3．了解振动图像的物理意义。
4．了解共振在实际中的应用。
二、教学重点难点重点：共振现象及变化规律。
难点：共振振幅与驱动力频率的关系。
三、教学器材 共振摆演示器、图片 四、教学建议教法建议观察、演示实验、讨论。
教学设计方案（一） 引入新课物体在平衡位置附近来回往复的运动称为机械振动，它是物体的一种重要运动形式。
从日常生活到生产技术以及自然界中到处都存在着振动。
一切发声体都在振动，机器的运转总伴随着振动，海浪的起伏以及地震也都是振动，就是晶体中的原子也都在不停的振动着。
（二） 引出课程内容 1．振动分类自由振动 阻尼振动自由振动：只受回复力作用的振动是自由振动。
作自由振动的系统，没有阻力做功，其机械能守恒, 因而振动振幅保持不变，其振动图像如图1 。
阻尼振动：实际的振动因为有摩擦等阻力作用， 系统的机械能总会发生损失，变得越来越小，系统 不会持续的振动下去。
如实际的弹簧振子在阻力的 作用下，其振幅越来越小，最后趋于零。
这种由于阻力的存在，振幅随时间不断减小的振动称为阻尼 振动。
其振动图像如图2。
在工程实际中，如果希望振动很快消失，就常 采用增大阻尼的方法，如安装减震垫和减震弹簧。
如A AOt图1xO果希望振动连续不断的持续下去，就要补偿由阻尼消耗掉的能量，这时所作的振动称为受迫振动。
2．受迫振动振动系统在周期性外力的作用下所进行的振动，称为受迫振动。
这种周期性的外力称为驱动力，受迫振动是阻尼振动和驱动力引起的振动的叠加。
持续工作的振动系统，其振动一般都是受迫振动。
如钟摆的振动，汽缸中活塞的运动等。
图3中的振子在摇把的带动下所作的振动就是受迫振动。
3．共振由物体本身结构和特征决定的振动称为固有振动，其频率称为固有频率。
观察图3所示的装置，先让弹簧下面悬挂的重物作自由振动，记录 它的振动频率（或周期），其频率是系统的固有频率；然后转动摇把，转动摇把的频率是驱动力频率。
振动利用与控制工程的若干关键理论、技术及应用
会 与经 济生 活 中 ，人 Ｉ的增长 Ｓ ｌ 济 的增长 和衰 退等 ， 都可 归纳 为不 同形式 的振 振动 和 波动现 象进 行研 究 ，找 出其 内在规 律 ， 的利 用 ， 将会 对社 会产 生重 大的社 会效 益 与经 鼠 控制 工程 方面 ，目前也 引起科 技界 的广 泛 动
馇 设备 ，获得 １ 项专利。在八个方面进行了 ３ 集成创新研究 ：
建 了新学 科 ， 如振 动利 用 工程新 学科 ； 究 了新工 艺 ， 概率 等厚 筛分新 工艺 ； 如 明了新机 构 ， 激振 器偏转 式新 机构 ； 如 立 了新模 型 ， 间隙 滞 回系统新 模型 ； 如 展 了新理 论 ， 动 同步 传动新 理论 ； 如振
生产率与产 品竞
争能 力 ，促进 了 相关行业科技 的
动化 等 多个学 科 ， 闻邦椿 教授 领导 的科研 团 是 Ｉ 多年研 究 ，完 成 了 １ 项 国家课 题 、２ 余项 横 ６ ０
，
快速 发展 ， 得 取
了巨大 的经济效 益和社会效益 ，
撰 写 了 １ 部 专著 ， ０ 发表 ７０ ２ 篇论文 ， 究成 研
半期 逐渐 发展 起来 的具有 广泛 应用 价值 的一 门新学 科 。如何 有效 地利 用有 用的振 动和 消除 有 害的振 动是 振动 工程研 究 的
两大 方 向和两 个重要 课题 。 振 动利 用 工程所 涉及 的有 关技 术 与工业 生产 及人类 生活
联 系十分 密切 。例 如利 用海浪
振 动波动 的能 量发 电等 。在社
和噪声的若干关键理论 、 技术及应用。撰写的专著：（ （ 振动利
用工 程 （ 程非 线性振 动 机 械 系统 的振 动 同步 与控制 、（ 工 、 同步 振 动 机械 的理论 与动 态设 计 方法 （ 动机 械的理 、 、（ 振 论 与应 用 （ 障旋 转机械 的非 线性 动力学 理论 与试验 》 （ 、故 （ 、面 （ 向产 品广 义质量 的综 合设 计理论 与方 法 （ 、机械振 动学 》 （ （ 、产 （ 品 的全功 能全性 能综 合设 计 等成果 ， 机械 、冶 金 、 山 、 在 矿 电 力 、交 通等 部 门得到 了广泛 的应 用 和推 广 ，提 高 了企业 产 品 的 质 量 与 性
振动叠加原理的应用例子
振动叠加原理的应用例子1. 什么是振动叠加原理振动叠加原理是一个物理原理，指的是当两个或多个振动相互作用时，它们会叠加在一起形成一个新的振动模式。
这个原理在许多领域都有广泛的应用，例如声学、力学和电子等。
在下面的几个例子中，我们将看到振动叠加原理是如何应用于实际中的。
2. 摇滚音乐中的音响效果•案例1：在摇滚乐队的现场表演中，通常会使用多个音响扬声器进行音响效果的增强。
每个扬声器会发出各自的声音，但由于振动叠加原理的作用，这些声音会叠加在一起，形成一个更加强大的声音效果。
这种叠加可以增强乐队的音乐表现力，并给观众带来震撼的听觉体验。
•案例2：同样地，在录音室中，摇滚乐队也会使用多个麦克风和扬声器来进行录音和混音。
通过调整每个麦克风和扬声器的位置和音量，工程师可以利用振动叠加原理来实现音乐效果的精确控制和调整。
这种技术被广泛应用于音乐制作和后期制作中。
3. 振动传感器的应用•案例1：在工厂生产线上，振动传感器广泛用于监测设备的运行状态。
通过安装振动传感器在机器设备上，可以实时测量振动信号，并通过分析振动信号的特征来判断设备是否正常运行。
如果振动信号超过设定的阈值，系统会自动发出警告信号，以便及时采取维修措施，避免设备损坏或安全事故发生。
•案例2：在建筑工程中，振动传感器常用于地震监测和结构健康监测。
通过安装振动传感器在建筑物的关键部位，可以实时监测建筑物的振动情况，并通过分析振动信号的特征来评估建筑物的结构健康状况。
这对于确保建筑物的安全性和可靠性具有重要意义。
4. 振动能量收集技术•案例1：振动能量收集技术是一种利用振动叠加原理来收集环境中的振动能量的技术。
通过将振动能量转化为电能，可以为无线传感器、移动设备等提供稳定的电力供应。
这种技术在无线传感网络、无线充电设备和可穿戴设备等领域有广泛的应用前景。
•案例2：在交通运输领域，振动能量收集技术也被广泛研究和应用。
例如，通过将振动能量转化为电能，可以为智能交通信号灯和交通监测设备提供电力供应，减少对传统电力网络的依赖。
振动控制理论及其在工程中的应用
振动控制理论及其在工程中的应用一、引言振动是指由于突然的力量或者频繁的震动导致的物体固有运动。
在实际工程中，振动问题是不可避免的，因此如何有效控制振动成为研究和实践工程的关键问题之一。
振动控制理论作为一门分支学科，已成为日益成熟和重要的领域，它的优化成果和空间变形研究对实际工程问题的解决，具有重要的支撑和指导价值。
二、振动控制理论的概念及其理论基础1、概念振动控制是指以控制理论和控制方法尽量抑制或减小系统振动或使系统保持平衡的控制制度。
2、理论基础振动控制理论本质上是一个多学科的领域，其研究对象包括力学、结构动力学、材料科学、信号处理、数学和控制学等，它综合了这些学科的方法和手段。
因此，振动控制理论的理论基础涵盖了多个学科理论的相关基础，包括控制论、信号处理、机械振动、结构动力学和材料科学中的材料设计理论等。
三、常见的振动控制方法及其应用1、有源振动控制有源振动控制采用控制器来实现力或位移等控制方式，其最大优点是能够通过系统控制实现精确的抑制和减振。
该方法由于其对环境噪声来源有较强的抑制力，因此在某些飞机、汽车、电子设备和地铁等运输工具的控制系统中被广泛应用。
2、无源振动控制无源振动控制是采用材料或结构的特殊设计，通过双层材料或结构的选择、合理的材料叠层方式、结构变形和局部加强等来实现抑制和减振控制。
该方法的优点是控制代价小，控制方式简单，因此在一些无源振动控制设备中得到广泛应用。
3、混合振动控制混合振动控制是将有源振动控制和无源振动控制相结合，以充分利用有源振动控制和无源振动控制的优点，来实现系统的抑制和减振。
该方法应用在飞机、汽车和高铁等控制系统中，具有较好的效果。
四、振动控制的应用示例振动控制的应用以自然灾害和工程领域应用较为广泛。
自然灾害领域，地震的不可预报性和突发性，使地震响应控制成为重要技术。
在工程领域中，如大型建筑、桥梁、塔等建筑结构和机械系统振动等，均需要利用振动控制技术来维护其安全稳定运行。
振动力学在工程结构中的应用研究
振动力学在工程结构中的应用研究振动力学是研究结构振动的一门学科，广泛应用于工程结构领域。
本文将探讨振动力学在工程结构中的应用研究，包括振动现象的产生机理、振动分析方法以及振动控制技术等方面。
一、振动现象的产生机理工程结构中的振动现象通常由外界激励和结构固有性质共同作用引起。
外界激励包括风荷载、地震、机械震动等，而结构固有性质主要指结构的弹性、刚度和阻尼等参数。
当外界激励频率接近结构固有频率时，结构就会出现共振，振动幅值不断增大，甚至导致结构破坏。
因此，研究振动力学对于提高工程结构的安全性和可靠性至关重要。
二、振动分析方法振动分析是工程结构设计和优化的重要工具。
在振动分析中，通常采用有限元方法来模拟结构的振动行为。
有限元方法通过将结构离散为有限个单元，建立整体的刚度矩阵和质量矩阵，求解结构的固有频率和振型。
通过分析结构的固有频率和振型，可以评估结构的振动特性，预测共振点，并为结构改进提供依据。
此外，还可以利用振动试验技术获取结构振动的实测数据，与数值模拟结果进行验证和修正，提高分析结果的准确性。
三、振动控制技术振动控制技术是用于减小工程结构振动响应的一种手段。
在工程实践中，常用的振动控制技术包括主动控制、被动控制和半主动控制等。
主动控制是通过激励力源对结构施加主动干预，调节结构的振动状态。
被动控制则是通过在结构中加入柔性元件、阻尼器等 passively control the structure's vibration response by adding flexible elements and dampers into the structure. 半主动控制技术结合了主动控制和被动控制的特点，既能够主动干预结构振动状态，又能根据结构反馈信息调整控制参数。
这些振动控制技术的应用可以有效减小结构的振动响应，提高结构的稳定性和舒适性。
四、工程实例分析振动力学在工程结构中的应用涵盖了多个领域。
机械振动理论及工程应用
机械振动学学习报告摘要：简述了机械振动学的发展历程，振动利用中的若干新工艺理论与技术，振动机械及其相关技术的应用与发展，介绍了振动在人类生活工作中起到了非常重要的作用。
通过对具体实例——单电机振动给料机的计算分析，得出机械振动对机器工作性能的影响。
并介绍了单自由度、多自由度的线性振动系统振动的基本理论和隔振的基本原理。
关键词：机械振动；振动给料机；线性振动系统Abstract：This paper describes the development course of study of mechanical vibration and the utilization of some new technology theory and technology. The vibration has played a very important role in human life and work. By analyzing the practical example-single motor , vibrating feeder calculation and analysis of mechanical vibration machine has influence on the performance. And introduced the single-degree-of-freedom, multi-freedom system vibration of the linear vibration of the basic theory and the basic principle of vibration isolation.Keywords：Mechanical vibration; Vibrates the feeding machine; Linear vibration system第一章绪论1.1振动振动学的发展振动振动学科是20世纪后半期逐渐形成和发展起来的一门新学科。
振动的受迫振动及其应用
振动的受迫振动及其应用1. 受迫振动的概念受迫振动是指在外力作用下，振动系统产生的振动。
这种振动的特点是振动系统的运动规律与外力有关，而与初始条件无关。
受迫振动的产生原因主要有两种：一是外部激励，如周期性变化的力、位移或加速度等；二是内部约束，如弹簧、阻尼器等。
2. 受迫振动的特点受迫振动具有以下几个特点：1.振动频率：受迫振动的频率等于外部激励的频率。
2.振动幅度：受迫振动的幅度随外部激励的变化而变化。
3.相位差：受迫振动与外部激励之间的相位差取决于振动系统的特性。
4.阻尼效应：阻尼对受迫振动有显著影响，阻尼越大，振动幅度越小。
3. 受迫振动的研究方法受迫振动的研究方法主要有两种：理论分析和实验研究。
1.理论分析：通过建立振动方程，分析振动系统的动力学特性。
常用的理论分析方法有振动力学、弹性力学、振动控制等。
2.实验研究：通过实际测试，获取振动系统的动力学特性。
常用的实验研究方法有自由振动实验、受迫振动实验、频谱分析等。
4. 受迫振动的应用受迫振动在工程领域具有广泛的应用，以下列举几个典型应用：1.机械结构设计：通过分析受迫振动，可以评估机械结构的稳定性和疲劳寿命。
2.振动控制：通过控制受迫振动的幅度和频率，可以减轻振动对机械设备的影响。
3.传感器设计：受迫振动传感器可以用于测量外部激励的频率、幅度和相位差。
4.振动测量：受迫振动测量技术可以用于评估材料的弹性模量、阻尼系数等参数。
5.生物医学：受迫振动在生物医学领域有广泛应用，如超声波成像、振动治疗等。
5. 受迫振动的实例分析以一个简单的受迫振动实例进行分析：假设一个质量为m的物体，通过一个弹簧与地面连接。
弹簧的劲度系数为k，阻尼系数为c。
物体受到一个周期性变化的力F(t)作用，其频率为ω。
根据牛顿第二定律，物体受到的合力F_h(t)为：F_h(t) = F(t) - m * a(t)其中，a(t)为物体的加速度。
根据胡克定律和阻尼定律，可以得到物体受到的弹簧力和阻尼力分别为：F_s(t) = k * x(t)F_d(t) = c * v(t)其中，x(t)为弹簧的变形量，v(t)为物体的速度。
机械振动控制技术在航空工程中的应用研究
机械振动控制技术在航空工程中的应用研究引言：机械振动是航空工程中常见的问题之一，它会对飞行器的性能、安全性和寿命产生不可忽视的影响。
为了解决这一问题，人们利用机械振动控制技术来减小飞行器的振动。
本文将就机械振动控制技术在航空工程中的应用进行分析和研究。
一、机械振动的成因及危害机械振动是指系统在外界激励下发生的周期性或非周期性振动。
在航空工程中，机翼、燃气轮机叶片、飞行控制系统等都容易发生振动。
这些振动会导致以下问题：1. 降低飞行器的性能：振动会增加飞行器的阻力、发动机燃油消耗和飞行器整体飞行稳定性，降低其速度和爬升能力。
2. 加速疲劳破坏：振动会对飞行器结构产生冲击和超载，加快材料疲劳破坏，缩短飞行器的使用寿命。
3. 影响乘客的舒适度：飞行器在飞行过程中发生大幅振动，会使乘客感到不适，甚至引起健康问题。
因此，控制机械振动是航空工程中迫切需要解决的问题。
二、机械振动控制技术的基本原理机械振动控制技术是通过在振动源、振动传递路径和振动响应处施加外力或采取结构设计等方式，来控制和减小振动幅值和频率。
主要包括主动振动控制、被动振动控制和半主动振动控制。
1. 主动振动控制：主动振动控制是通过在振动系统上引入主动力和控制系统，根据振动信号进行实时控制来消除或减小振动。
其核心是控制系统的反馈和信号处理功能。
2. 被动振动控制：被动振动控制是通过传感器感知到系统振动信息，利用吸振材料或机械机构消耗振动能量，从而减小振动幅值。
被动振动控制不需要外部能源，性能稳定可靠，但缺乏自适应性。
3. 半主动振动控制：半主动振动控制技术是主动振动控制和被动振动控制的结合，既具备主动控制的优势，又兼顾被动控制的简洁性和可靠性。
通过控制材料的特性、电流或电压的调节等手段来控制其阻尼特性。
三、机械振动控制技术在航空工程中的应用机械振动控制技术在航空工程中有广泛的应用，涵盖了飞行器的各个方面。
1. 飞行控制系统的振动控制：飞行器的飞行控制系统常常容易发生振动，影响其航空性能和操控精度。
实际生活中的机械振动以及利用有益的振动
实际生活中的机械振动以及利用有益的振动陈欣20110238（一）实际生活中的机械振动振动是日常生活和工程实际中普遍存在的一种现象。
实际上，人类就生活在振动的世界里，地面上的车辆、空气中的飞行器、海洋中的船舶等都在不断振动着。
房屋建筑、桥梁水坝等在受到激励后也会发生振动。
就连茫茫的宇宙中，也到处存在着各种形式的振动，如风、雨、雷、电等随时间不断变化，从广义的角度来解释，就是特殊形式的振动（或波动），而电磁波不停地在以振动的方式发射和传播。
就人类的身体来说，心脏的跳动、肺叶的摆动、血液的循环、胃肠的蠕动、脑电的波动、肌肉的搐动、耳膜的振动和声带的振动等，在某种意义上来说也是一种振动，就连组成人类自身的原子，也都在振动着。
所谓机械振动，是指物体（或物体系）在平衡位置（或平均位置）附近来回往复运动。
在机械振动过程中，表示物体运动特征的某些物理量（如位移，速度，加速度等）将时而增大、时而减小地反复变化。
在工程实际中，机械振动是非常普遍的，钟表的摆动、车厢的晃动、桥梁与房屋的振动、飞行器与船舶的振动、机床与刀具的振动、各种动力机械的振动等，都是机械振动。
工程中有大量的振动问题需要人们研究、分析和处理，特别是近代机器结构正向大功率、高速度、高精度、轻型化、大型化和微型化等方向发展，振动问题也就越来越突出，因此掌握振动规律就显得十分重要了。
只有掌握了振动规律和特征以后，才能有效地利用振动的有益方面并限制振动的有害方面。
（二）利用有益的振动在日常生活中，人们往往只看到了振动带了的危害。
例如，运载工具的振动会使乘客感到不舒服；环境噪声使人烦躁不安；共振及次谐波共振会引起机械设备、桥梁结构及飞机的破坏；地震使人民的生命财产遭受巨大的损失。
对于有害振动来说，往往需要采取有效措施对振动加以限制以至消除。
但是振动并非都是有害的，在许多方面合理地利用振动也能给人类造福，改善人民的生活。
例如，拨动琴弦能发出美妙动人的乐章，使人心旷神怡；在医疗方面，利用超声波能够诊断、治疗疾病；在土建工程中，振动打桩、振动拨桩以及混凝土灌注时的振动捣固等能够提高工作效率；在电子和通信工程方面，录音机、电视机、收音机、程控电话等诸多电子元件以及电子计时装置和通信系统使用的谐振器等都是由于振动才有效地工作的；在工程地质方面，利用超声波进行检测、地质勘探和油水混合及油水分离；在石油开采上，还可以利用振动提高石油产量；海洋工程方面，海浪波动的能量可以用来发电；在许多工矿企业，可以利用振动完成许多工艺过程，或用来提高某些机器的工作效率。
建筑振动工程手册
建筑振动工程手册引言:建筑振动工程是指通过有效的振动控制措施来减少建筑物受到的振动干扰，保障建筑物使用者的安全与舒适度。
本手册将介绍建筑振动工程的相关概念、评估方法以及常用的控制措施，旨在提供给工程师和相关人员一个全面的参考手册。
一、建筑振动概述：建筑振动是指由于周边环境、人为因素或者其他原因引起的建筑物本身的振动。
建筑振动可以分为自然振动和人为振动两种类型。
自然振动是指由周边环境引起的振动，如地震、风力等。
人为振动则是指由人类活动引起的振动，如交通运输、工业设备等。
二、建筑振动评估方法：1.振动传递路径分析：通过分析振动源传递到建筑物的路径，确定振动的传播途径，并对传播路径进行评估。
传播路径中包括地面、建筑结构和室内空间。
2.振动感知评估：对建筑物内的人员进行调查和观察，了解他们对振动的感知程度。
可以通过问卷调查、主观评价以及客观测量等方法进行评估。
3.振动测量：通过使用振动传感器对建筑物进行振动测量和监测。
可以测量的参数包括振动加速度、振动速度和振动位移等。
三、建筑振动控制措施：1.结构措施：通过改善建筑物的结构设计和施工工艺，提升其抗震性能和减震能力。
例如采用抗震隔震装置、减振器等。
2.隔音措施：通过改善建筑物的隔音性能，减少外界的振动传入。
可以采用隔震墙、隔音门窗等措施。
3.振动源控制：采取措施来减少振动源对建筑物的振动干扰。
例如控制交通运输的振动、减少工业设备的振动等。
4.声学设计：通过合理的声学设计，降低建筑物内部的振动噪声。
例如选择合适的材料、采用吸音材料等。
结论：建筑振动工程是一个复杂的领域，需要综合考虑建筑结构、环境因素以及使用者的需求。
通过合理的振动评估和控制措施，可以保障建筑物的稳定性和舒适度。
本手册介绍了建筑振动的概念、评估方法以及常用的控制措施，希望能够为相关人员提供实用的参考。
参考文献：1.张三,建筑振动工程导论, XX出版社, 2010.2.李四,建筑振动评估与控制, XX出版社, 2015.。
机械振动的原理及应用实例
机械振动的原理及应用实例1. 机械振动的定义机械振动是指物体在某一点偏离其平衡位置并产生周期性的往复运动的现象。
它是由物体的势能和动能相互转换引起的，具有频率、振幅和相位等重要特征。
2. 机械振动的原理机械振动的原理主要涉及以下几个方面：•弹簧振子的原理–当物体受到外力作用偏离其平衡位置时，弹簧会产生恢复力，使物体向平衡位置做往复运动。
•谐振的原理–当外力的频率与物体固有频率相等时，物体会受到共振作用，振幅会不断增大，达到最大值。
•阻尼的原理–阻尼是指外力对物体振动产生的衰减作用，它可以分为无阻尼、临界阻尼和过阻尼三种。
•受迫振动的原理–当外力的频率与物体固有频率不同时，物体会发生受迫振动，产生共振现象。
3. 机械振动的应用实例机械振动在工程领域有着广泛的应用，以下是一些实际应用的例子：•汽车悬挂系统–汽车悬挂系统中的弹簧和减震器能够吸收道路不平坦所产生的振动，提高行驶的舒适性和稳定性。
•桥梁和建筑物的抗震设计–在桥梁和建筑物的抗震设计中，利用减震器和振动吸收器来减小地震产生的影响，保护结构的安全性。
•电动机–电动机中的转子受到的电力驱动会产生机械振动，通过控制振动的频率和振幅，可以实现电动机的正常运转。
•机械加工–在机械加工中，通过振动刀具和工件之间的相对运动，可以提高加工效率和表面质量。
•医疗领域–机械振动在医疗领域也有一定的应用，例如超声波治疗和体外震波碎石等。
•音乐产生–乐器中的声音是通过乐器的振动产生的，振动的频率和振幅决定了乐器发出的声音。
4. 结论机械振动作为一种物理现象，具有很多重要的应用。
从汽车悬挂系统到医疗领域，机械振动都发挥着重要的作用。
了解机械振动的原理和应用实例，可以帮助我们更好地应对相关问题，提高工作效率和生活质量。
振动原理及应用
振动原理及应用振动原理是指物体围绕其平衡位置做周期性的往复运动或摆动的现象。
振动是存在于自然界和人类生活中的普遍现象，具有重要的理论和实际应用价值。
振动原理的基础是质点受到力的作用而发生的周期性运动。
当质点离开平衡位置后，会受到向平衡位置恢复的力的作用，这个力称为恢复力。
若恢复力与质点的偏离方向相反，大小与偏离位置成正比，那么质点就会做简谐振动。
简谐振动的周期只与质点的质量和恢复力的大小有关，与振幅无关。
振动在物理学中有着广泛的应用。
首先，振动是研究物体结构及其性质的重要手段之一。
很多材料和结构会在受到外力激励时发生振动，通过研究振动特性可以了解物体的结构以及材料的物理性质。
例如，通过物体的固有频率和阻尼特性可以评估材料的刚性、弹性、稳定性等。
振动还可以用于测量物体的质量、密度等物理参数，例如利用共振原理测量空气中的气体浓度、液体中的浓度等。
其次，振动还在机械工程领域有重要应用。
例如，振动在机械传动中可用于实现转速变换，例如摆线传动和椭圆传动。
振动也可以用于筛分和充填设备中，例如在煤矿行业中，振动筛主要通过振动筛将煤炭分级，以便于提高煤炭的利用率。
此外，振动在工程结构的性能评价和优化中也有广泛的应用，例如利用振动测试和分析评估建筑物的结构安全性。
另外，振动还在电子技术和通信领域有重要应用。
例如，振动传感器可以用于测量物体的振动和冲击，用于机械故障诊断和结构健康监测。
同样地，振动也可以用于电子设备中的能量转换和信息传输。
例如，振动发电机可以利用机械振动转化为电能，广泛应用于自动化设备和无线传感器网络中。
此外，振动还可以通过模拟振动信号实现信息传输，例如利用超声波传感技术进行物体定位和通信。
总之，振动原理是物理学中的重要概念，它广泛应用于科学研究、工程技术和生活实践中。
从材料性质评估到结构优化设计，从机械工程到电子技术，振动都发挥着重要的作用。
通过深入研究振动原理，我们可以更好地理解和应用振动现象，推动科学技术的发展和进步。
“振动利用工程”学科近期的发展
由于“ 动利用 工 程 ” 涉 面很 广 ， 振 牵 涉及 的领 域 及其 相关 的学 科较 多 ， 应用 范 围及其分 布 十分零 散 。
作及 相关 的３ ０ 律 篇论 文 中已有详 细叙述 ０ 余 用 工振
¨ Ⅲ Ⅲ儿
， 为该
学科 奠定 了理 论基础 。 目前课 题组研 究取得 的有些 理 论 和成 果 经 振律 用 《 械工 程 手 册 》 械振 动篇 、 ， 会 中规 利 机 已编 人 机
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因此 ， 它 的系统 和深 入 的研 究 带来较 大难 度 ， 也 给 这
可能是 目前其 他 国家未能对 这一 学科进 行 系统研 究 与总 结 的主要 原 因 。中 国首 先提 出了 “ 动利 用 工 振 程” 学科 的新概 念Ｌ ， １ 并进行 了综合 与总 结 。 ］
１２ 构 建 了该 学 科 的 理 论 框 架 ．
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第 ２ 卷 Ｏ
究 出 了一 种新 的概 率一 厚筛 分 的方法 ， 将 其应用 等 并 于 新型筛 分 机械 中， 并在 一些 企 业 中获 得 了成 功 触 ， 有 因而组成 了一个 软式 的分 段线性 的非
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振动技术在工程中的应用
振动技术在工程中的应用1. 引言振动技术是一种广泛应用于工程领域的技术，通过激发物体的振动来实现特定的目标。
它在工程设计、制造、监测和维护等多个领域都有重要的应用价值。
本文将深入探讨振动技术在工程中的应用及其对工程效率和质量的影响。
2. 振动技术的分类振动技术可以分为机械振动和电子振动两大类。
机械振动主要依靠机械装置产生振动，如振动筛、振动输送机等。
电子振动则是通过电子设备产生振动，如振动电机、振动传感器等。
2.1 机械振动技术的应用•振动筛：在矿石、煤炭等行业中，振动筛广泛用于物料的筛分和分级，可以快速而准确地将物料分离出不同粒度的颗粒。
•振动输送机：振动输送机可以实现物料的连续输送，广泛应用于矿山、冶金、建材等行业，在物料输送中起到了重要的作用。
•振动压实机：振动压实机利用振动的作用对地基、路面等进行压实，可以提高压实效果，使得地基更加坚固稳定。
2.2 电子振动技术的应用•振动电机：振动电机是一种可以产生机械振动的电机装置，广泛应用于振动给料机、振动输送机、振动筛等设备中，能够提供稳定而可控的振动力。
•振动传感器：振动传感器用于监测结构物或设备的振动情况，对于判断设备的工作状态和健康状况有重要作用。
在工程维护中，振动传感器可用于故障诊断和预测性维护。
3. 振动技术在工程设计中的应用振动技术在工程设计中起到了重要的作用，可以优化设计方案，提高工程效率和质量。
3.1 结构振动分析结构振动分析能够评估和预测结构在振动荷载下的响应情况，对于设计安全性和可靠性至关重要。
通过有限元分析等方法，可以模拟结构在振动环境下的响应，并优化设计方案以满足预设的振动要求。
3.2 振动隔离设计振动隔离是通过设计合适的振动隔离系统，减少外界振动对结构或设备的影响。
在一些对振动敏感的设备及周围环境中，振动隔离设计可以有效减少噪声和振动的传递，保护设备的正常运行。
3.3 振动模态分析振动模态分析可以识别出结构的主要振动模态，帮助设计人员了解结构的固有特性，从而更好地进行设计和优化。
机械振动的原理及应用
机械振动的原理及应用一、什么是机械振动机械振动是指机械系统在受到外力作用或者自身固有特性发生变化时，产生周期性的运动或者摆动。
这种周期性的运动或摆动称为振动。
机械振动是机械工程中一个重要的研究领域，并在多个应用领域中发挥着重要作用。
二、机械振动的原理1.质点的简谐振动原理: 机械振动的基础理论是简谐振动。
简谐振动是指系统在外力作用下相对平衡位置做周期性的、大小和方向都相同的振动。
质点的简谐振动受到三个基本要素的影响：质点的质量、弹性恢复力和外力。
2.刚体的振动原理：刚体的振动与质点不同，无论是平动还是转动，都涉及到刚体上不同点之间的相对位置关系。
刚体的振动可以分为平动和转动两种类型。
刚体的振动受到质心的平动和转动之间的耦合效应所影响。
三、机械振动的应用1.振动工具和设备：机械振动被广泛应用于各种振动工具和设备中，例如振动筛、振动给料机、振动输送机等。
这些设备通过振动来实现物料的分离、输送和排放等功能。
2.振动检测与诊断：机械振动可用于检测和诊断装置或系统的故障。
通过监测和分析机械系统的振动特征，可以判断设备是否存在故障、预测故障发生的可能性以及确定故障的类型和位置。
3.振动控制与消除：机械振动在诸多领域中可能会引起一些负面影响，如噪音、损坏和疲劳等。
因此，控制和消除机械振动成为许多工程项目的重点。
采用合适的设计和控制方法，可以有效地减少机械振动，提高设备的性能和使用寿命。
4.振动能量回收：机械振动能量的回收利用成为一种新型的能源开发方式。
通过将机械系统中产生的振动能量转化为电能或其他可用能源，可以提高能源利用效率，减少对传统能源的依赖。
四、机械振动的未来发展与趋势1.智能化发展：随着科技的进步，机械振动领域也逐渐向着智能化、自动化的方向发展。
智能化振动控制系统的出现，将会更加准确地进行振动监测、诊断和控制，提高设备的效率和性能。
2.节能与环保：在全球节能与环保的背景下，减少机械振动对环境和人体健康的影响成为一个重要的课题。
振动技术在工程中的应用
振动技术在工程中的应用一、引言振动技术是一种非常重要的工程技术，在机械、建筑、航空、地震等领域都有广泛的应用。
振动技术可以帮助我们解决许多问题，例如减少噪音、提高机器效率等。
本文将介绍振动技术在工程中的应用。
二、振动技术的基本原理振动是物体沿某一方向周期性运动的现象，其基本特点是周期性和可重复性。
振动的基本参数包括频率、幅值和相位。
频率指单位时间内振动完成的周期数，单位为赫兹（Hz）；幅值指物体在振动过程中偏离平衡位置的最大距离；相位指物体在某一时刻相对于平衡位置所处的位置。
三、机械领域中的应用1. 振动筛分振动筛分是利用振荡器产生机械振动，使筛网产生高频微小摆动，从而使物料在筛面上快速分层分离的过程。
这种方法可以有效地提高筛分效率，并且可以适用于各种不同颗粒大小和形状的物料。
2. 振动加工振动加工是利用振动器产生机械振动，使加工件在加工过程中得到有效的冲击和摩擦力，从而提高加工效率和质量。
振动加工可以适用于各种材料的加工，例如金属、陶瓷、塑料等。
四、建筑领域中的应用1. 振动隔离振动隔离是一种通过改变建筑物结构或使用隔震装置来减少地震、风力等外部因素对建筑物造成的影响的方法。
这种方法可以有效地保护建筑物和其中的人员财产安全。
2. 声学优化振动技术可以帮助我们优化建筑声学效果，例如减少噪音、提高声音品质等。
通过在建筑结构中添加吸音材料或使用特殊设计的墙面和天花板，可以有效地降低室内噪音水平。
五、航空领域中的应用1. 振动测试振动测试是一种通过对航空器进行机械振动测试来检测其结构是否牢固、是否存在缺陷等问题的方法。
这种方法可以帮助我们保证航空器的安全性和可靠性。
2. 振动控制振动控制是一种通过在航空器结构中添加振动控制系统来减少其在飞行过程中受到的机械振动影响的方法。
这种方法可以有效地提高航空器的稳定性和安全性。
六、地震领域中的应用1. 地震预测振动技术可以帮助我们对地震进行预测，例如通过对地表振动信号进行分析来判断地震是否即将发生。
空气振动原理的应用实例
空气振动原理的应用实例简介空气振动原理是指空气在受到外力作用下产生的振动现象。
在工程和科学领域中，空气振动原理的应用广泛，涉及到声学、机械、流体力学等领域。
本文将介绍一些空气振动原理的应用实例，并探讨它们在实际生活中的应用。
音箱•原理：音箱中设有振动器，通过振动器振动空气，产生声音。
•应用：音箱广泛应用于影音娱乐领域，如家庭影院、音响设备等。
笛子•原理：笛子通过确定的孔洞使空气振动，产生特定的音调。
•应用：笛子是一种传统的乐器，广泛应用于音乐演奏、民俗活动等场合。
风力发电机•原理：风力发电机利用风的作用力使风轮旋转，通过机械装置将机械能转化为电能。
•应用：风力发电机是一种清洁能源发电设备，在能源领域中得到广泛应用。
空调•原理：空调通过空气振动原理，利用压缩机将低温气体压缩成高温气体，然后通过换热器使空气冷却。
•应用：空调广泛应用于家庭、办公室及其他场所，为人们提供舒适的室内环境。
喷泉•原理：喷泉通过水压将水喷射到空气中，形成水柱，并伴随着空气振动产生独特的声音和视觉效果。
•应用：喷泉常见于公共场所和园林景观中，增加了景观的美观性和观赏性。
电风扇•原理：电风扇内部设有电机，通过电能转换为机械能，带动叶片运动，使空气产生振动，形成风力。
•应用：电风扇广泛应用于家庭和办公场所，提供室内空气流通和降温效果。
气垫艇•原理：气垫艇利用高压气体在艇底形成气垫，减小与地面的摩擦力，从而减少阻力，实现艇体的悬浮和移动。
•应用：气垫艇常用于水上救援、旅游观光等领域，具有快速、灵活的特点。
风琴•原理：风琴通过风箱产生气流，通过气流吹奏琴管，产生特定音调。
•应用：风琴是一种古老的管乐器，广泛应用于教堂、音乐厅等场所，为人们带来音乐的享受。
人声传音•原理：人声传音是通过空气振动原理，人的声带产生声音，并通过喉咙、嘴巴等传导声音。
•应用：人声传音是人们日常沟通的重要方式，广泛应用于语言交流、演讲、歌唱等场合。
风琴震荡器•原理：风琴震荡器通过空气振动原理，通过风箱和音阀调节空气流量，使音阀振动，产生特定的声音。
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振动利用工程发展现状与应用前景摘要阐述振动利用工程学科的形成、发展和振动利用的分类，以及当前研究与应用的情况。
通过重点介绍振动利用工程领域近期崛起的具有发展前景的加工设备——聚合物电磁动态塑化挤出机，指出了振动利用的显著特征及其发展趋势，最后进行了展望与总结。
关键词：振动利用；研究现状；电磁动态加工原理；聚合物挤出机Abstract:This paper expatiates on the forms，developments of subject of vibration using engineering，the classification of vibration using and the study and application of it. By introducing theequipment-electromagnetism dramatic polymer mold extruder，which has a good foreground，it points out the marked character and the development trend of the using vibration. Prospect and conclusion are given in the end of this paper.Key Words:vibration using; research status; electromagnetism dramatic processing principle，polymer mold extruder0引言通常认为，某种量随着时间或大或小的不断变化即为振动，它是物质运动的一种带有普遍意义的重要形式。
在工业技术领域，振动现象屡见不鲜——各类振动机械、动力装置、仪器仪表和各种加工设备等，无一不存在振动问题。
一般情况下，振动是有害的;但在一定的条件下，振动则是有利的。
有害的振动需要抑制，而有利的振动则要充分利用。
由此振动工程学科有两大分支——振动抑制工程和振动利用工程。
本文着重阐述振动利用工程问题。
1振动利用工程学科的形成与分类振动利用技术是 20 世纪后半期发展起来的一种具有广泛应用价值的技术，与工业生产及人类生活联系密切。
伴随着现代电子与控制技术的不断发展，振动利用技术的应用愈来愈广，导致了新型工业的诞生，引起了产业结构和社会经济的巨大变化。
振动学科曾经是物理学或力学的一个分支，原属于基础科学。
这一学科以力学和数学为基础，以现代测试技术、计算技术为手段，并从系统论、控制论及信息论等新兴学科吸取营养，而发展起来。
它面向工程实际，以振动学科的理论、知识和方法来解决工程中日趋复杂的各种动力学问题，做出了富有成效的贡献，且越来越成熟，终于由基础学科发展成为一门工程学科——振动工程。
由于在特定条件下，振动是有利的，并且在近二三十年来，振动与波利用技术在工程技术的各个部门及人类生活的各个方面的广泛应用，所以，对振动现象进行研究，找出其内在规律，并进行有效的利用，就会对社会产生重大的社会效益与经济效益，为人类造福。
基此，“振动利用工程学科”应然而生，逐渐发展成为振动工程学与其他学科相结合的一门新学科。
目前“振动利用工程”正处在迅速发展的过程中。
例如，在医疗方面，利用振动超声波能够诊断、治疗疾病，彩超、医用CT和核磁共振等，都是振动与波动原理的实际应用;在土建工程中，振动沉桩、振动拔桩以及混凝土灌注时的振动捣固等;在石油开采上，还可利用振动提高石油产量;在许多工矿企业，可以利用振动完成许多工艺过程，或用来提高工作效率。
据不完全统计，目前用于工业生产中的振动机械有百余种之多。
这些振动机械在各个工业部门已发挥了重要作用。
1.1振动利用的分类按其线性和非线性的特性可分为线性或似线性(近似于线性)及非线性两大类。
在非线性振动机械和仪器设备中，有一部分是为了获得良好的工效有意识地采用系统的非线性特性，另有一部分则是非有意识地、而是在工作过程中自然地存在非线性的性质。
振动利用主要还可以分为:振动能量的利用和振动信号的利用两类。
1.1.1振动能量的利用各类振动机械均为对振动能量的利用，包括下面要论述的聚合物电磁动态塑化挤出机，是对振动力场的利用，因此它属于振动能量利用的范畴。
振动机械是由激振器、振动体或工作台面、平衡质体或隔振质体、弹性元件及阻尼元件等组成，按激振器的基本类型，振动机械可分为曲柄连杆式、惯性式、电磁式、液动式、凸轮式等，其模型简图、特点、示例等见表1。
1.1.2振动信号的利用利用结构物、机器设备(及至自然物、生命体等)工作过程中产生的振动信号，借助测量、记录、分析、显示仪表，实现工作性能检验、施工质量分析、运转过程监控、故障预测和诊断等。
这方面的应用，正从机械工程领域向建筑工程、水利水电工程、农业工程、表1-1 常用的振动机械气象工程直至医疗保健、社会经济领域不断扩展。
例如，机械设备的故障诊断和过程监控就是利用设备运转中产生的振动信号的不同特征，对已知结构情况的设备进行故障诊断、故障预报和过程监控，是近十多年来发展起来的一种新技术。
2振动利用研究与应用现状目前非线性振动系统或非线性振动特性的利用技术得到了迅猛的发展，本文就对其进行简要介绍，其具体内容可做以下简单介绍。
2.1具有分段摩擦或具有冲击和分段惯性力振动系统的利用在振动机械中，为了使机体中的物料对机体产生相对运动，即产生相对滑动或跳动，就必须使振动机的系统中产生分段摩擦力和分段质量的惯性力(滑行运动)或冲击力和分段质量的惯性力(抛掷运动)，这是保证振动机械实现正常工作的必要条件。
这类振动机械有振动给料机、振动输送机、振动筛、振动离心脱水机和振动冷却机等。
2.2光滑非线性振动系统的利用摩擦摆在正常工作区间，属于光滑非线性的振动系统。
利用摩擦摆可以测定轴与轴销间的摩擦系数，常用的有两种方法：第一种方法直接利用复摆摆角每一振动周期的衰减值算出摩擦系数的大小；第二种方法利用Flode摆的工作原理对摩擦系数进行测量与计算。
后一种方法更为准确。
对于一些在共振情况下工作的振动机械，往往存在振幅不稳定的缺点，例如，电磁振动给料机、近共振型振动输送机和共振筛等。
振幅不稳定会给机械的工作性能带来不良影响，为了消除前述缺点，可以采用具有光滑硬式非线性恢复力的振动系统。
为了消除一般电磁振动给料机振幅不稳定的缺点，有的科技工作者提出，将主共振板弹簧的两端固接处做成带有曲线的形式，随着振幅的增大，板弹簧的工作长度将变短，因此，弹簧刚度将随振幅的增大而增加，从而可以增大该类振动机振幅的稳定性。
此外，硬式光滑非线性振动系统，也可以用于车辆的隔振，由于车辆的负载时常变化，为了使车辆在负载变化情况下其固有频率不发生明显的改变，可以将隔振弹簧做成硬式光滑非线性的形式。
此外，光滑非线性还有其他一些应用。
2.3分段线性非线性振动系统的利用分段线性非线性系统在工程中得到了十分广泛的应用，在振动机械中这种形式的非线性系统应用十分普遍，如分段线性的非线性振动输送机、非线性共振筛、非线性振动离心脱水机、振动摇床和振动离心摇床等。
分段线性非线性振动系统通常包括以下三种形式：(1)用权对称与不对称的硬式分段线性非线性振动系统；(2)对称与不对称的软式分段线性非线性系统；(3)复合或复杂形式的分段线性非线性系统。
由于该种非线性振动系统具有若干优点，目前在工程中仍不断的推广之中，预计今后还会得到进一步的发展。
2.4非线性滞回系统的利用具有弹塑性变形的振动系统属于这一振动系统。
例如，振动成型机、振动压路机、振动夯土机、振动沉拔桩机等一些振动机械，其振动系统都属于带有滞回恢复力的非线性振动系统，滞回恢复力是的具体表示形式。
为了使振动成型或振动压实过程能有效地进行，塑性变形是不可缺少的，而且必须尽可能地加速大滞回曲线中的面积。
在工程中这种振动系统十分普遍地存在。
在该类振动系统中大体可有以下多种形式：①含对称的平行四边形的滞回恢复力的非振动系统；②含光滑封闭曲线的滞回恢复力的非线性振动系统；③不对称滞回恢复力的振动系统；④带有间隙的滞回恢复力的振动系统。
2.5非线性自激振动系统的利用在工程中，自激振动得到广泛的应用。
例如，采矿工业中应用的气动式与液压式凿岩机与碎石机，采煤用的风镐，铸造车间清理铸件的风铲，锻造车间使用的蒸汽锤，选煤厂应用的气动无活塞跳汰机，蒸汽机的工作过程也属于自激振动，由液压阀控制的往复油缸或活塞驱动的各种机件所组成的系统等。
在无线电通讯及仪器仪表工业部门，如无线电收音机和电视机中的电子振荡器，各种仪器仪表中广泛采用的振荡器和不同形状波形发生器，各种恒温容器采用的开关型温度调节器等。
日常生活中所必需的手表和挂钟，依赖琴弦演奏的各种乐器等。
人体内心脏的跳动也是一种自激振动。
2.6冲击非线性振动系统的利用利用冲击来完成工艺过程的振动机械有蛙式夯土机、振动锤锻机、冲击桩机、带有冲击的振动落砂机和振动钻探机等。
冲击式振动机械是非线性振动机一个特例。
根据理论计算与试验都可以证明，冲击情况下物体瞬间所产生的加速度较一般线性振动机的最大加速度大几倍、几十倍，甚至几百倍。
利用冲击可以产生很大的冲击力，这对压实土壤，沉桩、使物体产生塑性变形、岩石发生破坏或碎裂、促使铸件上的型砂剥落都是十分重要的。
2.7慢变参数振动系统能利用在工程中，许许多多自J工作过程都属于慢变参数系统。
例如，对旋转机械的振动进行控制，其工作过程是慢变的。
慢变过程的速会直接影响所控制的振幅，所以，可以利用控制过程慢变的速度来达到最优的控制效果。
例如：对具有慢变参数的转子系统在启动和制动过程中，激励频率慢变使系统共振曲线产生波动并影响稳定性，转子刚度慢变会使不平稳的共振曲线产生偏移。
对于慢变支承刚度的转子系统，适当选择刚度慢变速度，可以有效地抑制通过共振区时的振动。
因此，慢变参数系统可以在工程中获得应用。
2.8频率俘获原理的应用在工程中，频率俘获现象已得到广泛的应用，由两台感应电动机分别驱动的并装于同一振动系统中的两个偏心转子激振器，就是利用这一原理而进行工作的。
目前在工业部门中应用的数以万计的自同步振动机基于这一原理。
试验曾指出，当两台激振电动机单独运转时，其转数分别为962r／min和940r／rain，而当同时运转时，其转数同为950r／rain，这就是所谓的频率俘获。
2.9分岔解的利用研究非线性系统分叉解目前已引起科学技术工作者普遍重视和广泛注意。
在非线性方程式的分叉解中有一些可以被利用的，而有一些不可能加以利用。
因此，研究分叉解具有工程意义。
例如，蛙式夯土机的有效工作区是在周期运动的冲击速度最大区域，即周期运动的分岔解。