常见的机械振动课件.ppt

缆车上装有减振器 采用振动沉管混凝土灌注桩的徐州黄河东岸美化工程 振动系统模型按系统的不同性质可分为： 离散系统与连续系统 常参数系统与变参数系统 线性系统与非线性系统 确定系统与随机系统 1.2 振动系统模型 1．离散系统与连续系统 离散系统是由集中参数元件组成的，基本的集中参数元件有三种： (1)质量(包括转动惯量)模型只具有惯性。 (2)弹簧模型只具有弹性，其本身质量可以 略去不计。 (3)阻尼模型既不具有弹性，也不具有惯性。它是耗能元件，在有相对运动时产生阻力。 质量m、弹簧k 、阻尼c。 连续系统是由弹性体元件组成的，弹性体的惯性、弹性与阻尼是连续分布的，故亦称为分布参数系统。 杆、梁、轴、板、壳等 如果一个振动系统的各个特性参数（质量、刚度、阻尼系数等）都不随时间而变化，即它们不是时间的显函数，这个系统就称为常参数系统（或不变系统）。 否则，称为变参数系统(或参变系统)。 2. 常参数系统与变参数系统 3．线性系统与非线性系统 如果一个振动系统的质量不随运动参数(坐标、速度、加速度)而变化，而且系统的弹性力和阻尼力都可以简化为线性模型，即： 弹性力和变形成线性关系； 阻尼力与速度成线性关系； 则称为线性系统。 凡是不能简化为线性系统的振动系统都称为非线性系统。 4．确定系统和随机系统 确定系统的系统特性可用时间的确定性函数给出。 随机系统的系统特性不能用时间的确定性函数给出，只具有统计规律性。 简单的振动模型 汽车车身的振动模型 有限元模型图示 振动筛筛框模态分析及动态响应 有限元模型图示 一个实际振动系统，在外界激励的作用下，会呈现出一定的振动响应。这种激励就是系统的输入，响应就是输出，二者通过振动系统联系起来(如下图）。 1.3 激励与响应 一.系统激励可分为两大类 1.确定激励 可以用时间的确定函数来描述的激励属于确定激励。 2．随机激励 随机激励不能用时间的确定函数来描述，但它们具有一定的统计规律性，因而可以用随机过程来描述。 二.系统响应同样可以分为两大类 1.确定响应 系统的响应是时间的确定函数。 (1)根据响应存在时间分为： 瞬态振动的响应在较短的时间中会逐渐消失。 瞬态响应和稳态响应。 稳态振动的响应可持续充分长时间。 (2) 根据响应是否有周期性还可分为： 简谐响应，周期响应，非周期响应和混沌。 2．随机响应 系统的响应为时间的随机函数，只能用概率统计的方法描述。 无论是确定系统，还是随机系统，在随机激励的作用下，振动系统的响应一定为随机响应。 如果是随机系统，即使在确定激励的作用下，系统的响应亦是随机的。 两组天气模式是怎样分道扬镳的。两条曲线表示的初始条件仅相差0.0001。起初它们看来要重合，但不久混沌动力学特性导致独立的、十分歧异的轨线。 1961年Lorenz和Edward从几乎相同的出发点开始计算出的天气模式的差别愈来愈大，终至毫无相似之处。真是“失之毫厘，谬以千里。” 振动现象按系统相应的性质可分为两大类: 确定振动与随机振动。 1．对于一个确定系统，在受到确定激励时，响应也是确定的。这类振动称为确定振动。 2．对于确定系统，在受到随机激励时，系统的响应是随机的。这类振动称为随机振动。 随机振动只能用概率统计的方法来描述。 对于随机结构系统来说，无论是受到确定激励，还是随机激励，其响应均为随机的，这类振动称为随机结构(系统)振动。 1.4 振动的分类 此外，还可以按激励的控制方式分类如下： 1．自由振动：系统受初始激励后不再受外界 激励的振动。 2．强迫振动：系统在外界控制的激励作用下 的振动。 3．自激振动：系统在自身控制的激励作用下 的振动。 4. 参激振动： 系统自身参数变化激发的振动。 1. 振动问题 不论是确定的还是随机的振动问题，一般说来，无非是在激励、响应和系统特性三者之中已知两者求第三者。 (1)振动分析： (2)系统识别： 在激励条件与系统特性已知的情形下，求系统的响应，就是所谓振动分析。 在激励与响应已知的情形下，来确定系统的特性，就是所谓振动特性测定或系统识别。 1.5 振动问题及其解决方法 (3)振动设计： (4)振动环境预测： 实际的振动问题往往是错综复杂的，它可能同时包含识别、分析和设计等几个方面的问题。 在一定的激励条件下，如何来设计系统的特性，使得系统的响应