機(jī)械振動(dòng)簡(jiǎn)諧強(qiáng)迫振動(dòng)理論的應(yīng)用

1、機(jī)械振動(dòng)簡(jiǎn)諧強(qiáng)迫振動(dòng)理論的應(yīng)用第1頁(yè)，共22頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)4分，星期四第2頁(yè)，共22頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)4分，星期四第3頁(yè)，共22頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)4分，星期四第4頁(yè)，共22頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)4分，星期四失衡激勵(lì)下的幅頻特性圖和相頻特性圖： 圖221第5頁(yè)，共22頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)4分，星期四圖221第6頁(yè)，共22頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)4分，星期四第7頁(yè)，共22頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)4分，星期四2.5.2 支承運(yùn)動(dòng)引起的強(qiáng)迫振動(dòng)系統(tǒng)的支承部分如果有運(yùn)動(dòng)也可使系統(tǒng)發(fā)生強(qiáng)迫振動(dòng)，這在工程實(shí)際中經(jīng)常遇到。例如

2、，精密儀器受周?chē)h(huán)境振動(dòng)的影響而振動(dòng)，車(chē)輛由于在不平路面上行駛而引起振動(dòng)等等。如果支承的運(yùn)動(dòng)可以用簡(jiǎn)諧函數(shù)描述，則系統(tǒng)的振動(dòng)可用簡(jiǎn)諧強(qiáng)迫振動(dòng)理論來(lái)分析。典型的支承運(yùn)動(dòng)的模型如圖222所示。圖222第8頁(yè)，共22頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)4分，星期四第9頁(yè)，共22頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)4分，星期四第10頁(yè)，共22頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)4分，星期四圖 223第11頁(yè)，共22頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)4分，星期四2.5.3 隔振原理振動(dòng)隔離指將機(jī)器或結(jié)構(gòu)與周?chē)h(huán)境用減振裝置隔離，它是消除振動(dòng)危害的重要手段。實(shí)際工程中的振動(dòng)隔離可分為兩類(lèi)：積極隔振、消極隔振對(duì)自身是振源

3、的機(jī)器，為減少它對(duì)周?chē)h(huán)境的影響，將其與支承它的基礎(chǔ)隔離開(kāi)，這類(lèi)隔振稱為積極隔振（主動(dòng)隔振）。其力學(xué)模型的特點(diǎn)是，激勵(lì)作用于質(zhì)量m，引起m的振動(dòng)。要求把振源m與支承它的基礎(chǔ)(彈簧和阻尼器的另一端)隔離(參見(jiàn)圖224(a)。比如，對(duì)大型發(fā)動(dòng)機(jī)、大型電機(jī)、汽輪機(jī)、沖床和振動(dòng)臺(tái)等都要安裝一定的隔振裝置以減少對(duì)周?chē)h(huán)境的影響。圖224第12頁(yè)，共22頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)4分，星期四兩種隔振原理相似：方法是把需要隔離的機(jī)器設(shè)備安裝在合適的具有彈性和阻尼的減振裝置或隔振裝置上即柔性支承上，使大部分振動(dòng)被減振裝置或隔振裝置吸收，以阻斷振動(dòng)。 對(duì)允許振動(dòng)很小的精密儀器和設(shè)備，為減少周?chē)h(huán)境振動(dòng)對(duì)它

4、的影響，需要把它與支承它的基礎(chǔ)隔離，這類(lèi)隔振稱為消極隔振（被動(dòng)隔振）。它的力學(xué)模型（和支承運(yùn)動(dòng)的相同）的特點(diǎn)是，激勵(lì)是由基礎(chǔ)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的，振源是基礎(chǔ)運(yùn)動(dòng)(參見(jiàn)圖222)，要求質(zhì)量m的振動(dòng)盡可能小。第13頁(yè)，共22頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)4分，星期四圖 224 積極隔振 消極隔振 N為隔振后系統(tǒng)傳給地基的動(dòng)載荷的幅值，P為未隔振時(shí)傳給地基的動(dòng)載荷的幅值。顯然，s愈小愈好。效果評(píng)價(jià)：效果評(píng)價(jià)：X為設(shè)備隔振后的振幅，A為振源振幅。 s也是愈小愈好。隔振系數(shù)隔振系數(shù)（叫位移傳遞系數(shù)）（叫力傳遞系數(shù)）圖2-24(a)所示系統(tǒng)在簡(jiǎn)諧激勵(lì)的運(yùn)動(dòng)微分方程為第14頁(yè)，共22頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)

5、4分，星期四而激勵(lì)的幅值F0=kA。因此隔振(力傳遞)系數(shù)為 上式表明了振源對(duì)基礎(chǔ)的干擾程度。主動(dòng)隔振與被動(dòng)隔振的原理完全一樣。當(dāng)振源做簡(jiǎn)諧振動(dòng)時(shí)，積極隔振和消極隔振的隔振系數(shù)計(jì)算公式相同。 彈簧和阻尼器對(duì)地基的作用力合力的大小分別為kX和c X，兩力之間的夾角為 ，因此，合力的幅值為:圖 224 由圖2-24(b)可見(jiàn)，彈簧和阻尼器對(duì)地基的作用力為其向量關(guān)系如圖2-24(b)所示第15頁(yè)，共22頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)4分，星期四圖223X為設(shè)備隔振后的振幅A為振源振幅 第16頁(yè)，共22頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)4分，星期四2.5.4 慣性式測(cè)振儀原理慣性式測(cè)振儀通常是把由彈性

6、元件支承的慣性質(zhì)量裝在適當(dāng)?shù)臍んw內(nèi)，限制質(zhì)量沿一給定的軸運(yùn)動(dòng)。阻尼通常由殼體內(nèi)的粘性液體提供。用檢測(cè)元件測(cè)量質(zhì)量塊與殼體之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)作為系統(tǒng)的輸出(即利用連接在質(zhì)量塊上的指針或通過(guò)電的信號(hào)指示出所測(cè)得的位移、速度或加速度，這這些量都是質(zhì)量塊相對(duì)于外殼的相對(duì)值 )。慣性式測(cè)振儀是一個(gè)典型的“質(zhì)量一阻尼器一彈簧”的單自由度系統(tǒng)。為了便于分析它的性質(zhì)，假定其支承(殼體)做簡(jiǎn)諧振動(dòng)。圖225第17頁(yè)，共22頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)4分，星期四壓電加速度傳感器的典型結(jié)構(gòu)晶體片晶體片質(zhì)量塊預(yù)緊環(huán)出線口底座出線口三角剪切型 中心壓縮型預(yù)壓簧片三角柱第18頁(yè)，共22頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)4分，星期四第19頁(yè)，共22頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)4分，星期四第20頁(yè)，共22頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)4分，星期四 選取不同的頻率比和阻尼比，可使測(cè)振儀測(cè)量不同的振動(dòng)參數(shù)