0.1_振动及其分类

由非线性微分方程描述（分叉和混沌）。
3）载荷识别（第二类逆问题）
激励
（输入）
? √ √
系统
响应
（输出）
已知量： 系统参数、输出（响应）。 待求量： 输入（外力）。 例如：为了避免产品在公路运输中的损坏，需要通过实地 行车记录汽车振动和产品振动，以估计运输过程中是怎样 的一种振动环境，运输过程对于产品是怎样的一种激励， 这样才能有根据地为产品设计可靠的减震包装 。
§0.1 振动及其分类
When a group of cavalry crossing a bridge near Manchester in 1831, the bridge collapsed. Because of the resonance created by the rhythm of the horses’ steps.
§0.1 振动及其分类
2）系统识别或参数识别（第一类逆问题） 激励
（输入）
√ ? √
系统
响应 （输出）
已知量： 输入（外力）、输出（响应）。 待求量： 系统的参数，
质量，刚度，阻尼——物理参数识别；
固有频率，模态阻尼，固有振型——模态参数识别； 频响函数、脉冲响应函数——系统识别。
§0.1 振动及其分类
§0.1 百度文库动及其分类
2、按自由度分
原始系统
v
单自由度系统
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原始系统
v
u
两自由度系统 （多自由度系统）
§0.1 振动及其分类
x
u ( x)
原始系统
v
无限自由度系统
§0.1 振动及其分类
3、按激励类型分 1）自由振动 系统受初始激励后，不再受外界激励的振动。
m
m
c
k /2 k /2
§0.1 振动及其分类
按响应是否具有周期性分： （1）简谐振动： 响应是时间的正弦或余弦函数。 （2）周期振动：
响应是时间的周期函数。
（3）准周期振动： 由若干周期不可通约的简谐振动组合而成的振动。 2）随机振动 响应是时间的随机函数。
§0.1 振动及其分类
5、按微分方程分
1）线性振动： 由线性微分方程描述（满足叠加原理）。 2）非线性振动
§0.1 振动及其分类
§0.1 振动及其分类
颤振导致垂尾疲劳破坏 （1998）
F117颤振事故 （1997）
§0.1 振动及其分类
2、有用的振动
乐器
旋振筛
§0.1 振动及其分类
张衡
地动仪
公元138年2月,地动仪正对西方的那个龙嘴吐出铜球,预示 西部发生了地震。果然离洛阳500多公里的金城一带发生了 大地震。
c
c
k /2
k /2
§0.1 振动及其分类
2）受迫振动
系统在持续的外界控制的激励作用下的振动。
F sin t
m
k /2 k /2
c
3）自激振动
系统在自身控制的激励作用而产生的振动，如飞机内埋弹 仓的颤振，切削加工的高频振动。
§0.1 振动及其分类
4、按响应类型分 1）确定性振动 响应是时间的确定性函数。 按响应持续的时间分： （1）瞬态振动 只在较短的时间内发生。 （2）稳态振动 在充分长的时间内进行。
§0.1 振动及其分类
§0.1 振动及其分类
§0.1 振动及其分类
一、振动现象无处不在
振动： 系统在其平衡位置附近的往复运动。
§0.1 振动及其分类
1、有害的振动
1940年华盛顿州Tacoma大桥，跨度853米，悬索设计，设计可 以抗60m/s的风力，但在建成的4个月后，在19m/s的微风吹拂 下，坍塌。 原因：气流与桥身共振。
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二、机械振动的分类
振动系统：在振动问题中所研究的对象，如机器部件或工程 结构物等。一般包括三个方面：输入、输出和系 统模型（或系统特性）。 输入： 输出： 外界对振动系统的作用或引起机器运动的力。可 以是力、力矩，也可以是运动量或振动环境。 振动的发生就是响应，包括系统的位移、速度、 加速度或内力、应力、应变等。
激励 （输入）
系统
响应 （输出）
§0.1 振动及其分类
1、按系统论分 1）响应计算（正问题） 激励
（输入）
√ √
系统
响应
（输出）
?
已知量： 外力（输入）、系统参数。 待求量： 系统的响应（位移，速度，加速度）。 主要任务：在于验算结构、产品等在工作时的动力响应 （如变形、位移、应力等）是否满足预定的 安全要求和其它要求 。