機(jī)械振動(dòng)和噪聲培訓(xùn)-全文預(yù)覽
【正文】 e(e 22 1i21i1 ttt nnn BBx ?????? ???? ??() tsts eBeBx 21 21 ??關(guān)于解的討論 ——小阻尼振動(dòng)系統(tǒng) 根據(jù)歐拉公式 ，則 式 ()可以簡(jiǎn)化為 tt ddtd ??? s i nico se i ???式中 D1=B1+B2， D2=i(B1B2),為待定系數(shù) 。 在自由振動(dòng)中 ， 能量的消耗導(dǎo)致系統(tǒng)振幅的逐漸減小而最后使振動(dòng)停止 。在振動(dòng)中 ,這些阻力稱為 阻尼 。 阻力可能來(lái)自多方面 。 在數(shù)學(xué)上 ， 就是求 二階常系數(shù)線性齊次常微分方程的解 。 單自由度振動(dòng)系統(tǒng) 只有一個(gè)固有頻率 。 1n?2n?3n??++?A ?B?C ● 保守系統(tǒng) 在自由振動(dòng)過(guò)程中 ， 由于總機(jī)械能守恒 ，動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)換而維持等幅振動(dòng) ， 稱為 無(wú)阻尼自由振動(dòng) 。 TTn??2?固有振型 固有振型 。并且，固有頻率的個(gè)數(shù)與系統(tǒng)自由度的個(gè)數(shù)相等。 2. 振動(dòng)系統(tǒng)對(duì)初始位移 、 速度的響應(yīng) ， 也稱為 自由振動(dòng) 。 振動(dòng)的利用： 利用振動(dòng)監(jiān)測(cè)機(jī)器設(shè)備的運(yùn)行 故障診斷或健康檢測(cè)原理示意圖 2. 單自由度振動(dòng)系統(tǒng)的基本原理 本次培訓(xùn)的目的 振動(dòng)引起的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)破壞 tft? ?f ?sin ftf ?s in目的 1：同樣大小的力，為什么會(huì)產(chǎn)生不同的結(jié)果？ 目的 2：對(duì)噪聲有初步認(rèn)識(shí) 目的 3：初步掌握振動(dòng)和噪聲測(cè)試技術(shù) 什么是振動(dòng) 材料力學(xué)研究什么 ？ 材料力學(xué) (mechanics of materials)是研究材料在 各種外力作用 （ 一般情況下是準(zhǔn)靜態(tài)力 ） 下產(chǎn)生的 應(yīng)變 、應(yīng)力 、 強(qiáng)度 、 剛度 、 穩(wěn)定和導(dǎo)致各種材料破壞的極限 。超聲電機(jī)是利用壓電陶瓷的逆壓電效應(yīng)和超聲振動(dòng)來(lái)獲得其運(yùn)動(dòng)和力矩的 。 地震的破壞 唐山 大地震 臺(tái)灣大地震 土耳其大地震 印度洋強(qiáng)震引發(fā) 海嘯 席卷南亞?wèn)|南亞 汶川地震 振動(dòng)引起的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)破壞 機(jī)械振動(dòng)和噪聲的抑制 振動(dòng)的抑制： 風(fēng)機(jī)用消聲器 大型風(fēng)機(jī)用消聲器進(jìn)風(fēng)口結(jié)構(gòu) 紅色為防銹漆， 白色為孔內(nèi)裝有 消聲纖維玻璃 振動(dòng)的抑制： 電話亭內(nèi)裝超細(xì)吸聲棉的吸聲平板 會(huì)議室用的隔聲吸聲屏風(fēng) 車間頂上的吸聲屏障 振動(dòng)的抑制： 汽車排氣管用消聲器 VOLVO客車內(nèi)的吸聲毛絨 振動(dòng)的抑制： 一種吸聲型的聲屏障結(jié)構(gòu) 利用聲屏障將聲源 和保護(hù)目標(biāo)隔開 振動(dòng)的抑制： 高架橋上的吸聲屏障 高架橋上的吸聲 與隔振組合屏障 振動(dòng)的抑制： 美國(guó)高速公路用混凝土板墻做聲屏障 ， 聲衰減 7～ 10dB 日本 吸聲 型聲 屏障 中國(guó)第一座公路聲屏障，降噪量為 機(jī)械振動(dòng)和噪聲的利用 “振動(dòng)利用工程學(xué) ” 是 20世紀(jì)后半期逐漸形成和發(fā)展起來(lái)的一門新學(xué)科 ， 振動(dòng)利用工程的發(fā)展使世人矚目 。 工程系統(tǒng)中的振動(dòng)： 運(yùn)動(dòng)器材 ： 看似簡(jiǎn)單的滑雪板 蘊(yùn)涵了很多材料學(xué)和人體工程學(xué)的科技成果 。 ● 人們可以根據(jù)逐年的氣象情況統(tǒng)計(jì)出氣候周期性的振動(dòng)規(guī)律 ， 根據(jù)這一規(guī)律可預(yù)估氣候趨勢(shì) ， 對(duì)生產(chǎn)與生活 、 抗洪和抗旱 、 防災(zāi)及減災(zāi)等有著重要的意義 。 自然界中的振動(dòng)現(xiàn)象： ● 潮汐是一種周期性振動(dòng) 。 例如 在機(jī)械 、 電機(jī)工程中 ， 振動(dòng)部件和整機(jī)的強(qiáng)度和剛度 、 大型機(jī)械的故障診斷 、 精密儀器設(shè)備的防噪和減振等問(wèn)題； 在交通運(yùn)輸 、 航空航天工程中 ， 車輛舒適性 、 操縱性和穩(wěn)定性等問(wèn)題 ， 海浪作用下船舶的模態(tài)分析和強(qiáng)度分析 ，飛行器的結(jié)構(gòu)振動(dòng)和聲疲勞分析等問(wèn)題； 在電子電信 、 輕工工程中 ， 通信器材的頻率特性 、 音響器件的振動(dòng)分析等問(wèn)題；在土建 、 地質(zhì)工程中 ， 建筑 、 橋梁等結(jié)構(gòu)物的模態(tài)分析 ， 地震引起結(jié)構(gòu)物的動(dòng)態(tài)響應(yīng) ， 礦床探查 、 爆破技術(shù)的研究等問(wèn)題； 在醫(yī)學(xué) 、 生物工程中 ， 腦電波 、 心電波 、 脈搏波動(dòng)等信號(hào)的分析處理等問(wèn)題 。 潮汐的研究對(duì)航海與船舶進(jìn)出港 、 漁業(yè) 、 潮汐發(fā)電等十分有用 。 工程系統(tǒng)中的振動(dòng)： 飛機(jī)的振動(dòng)模擬 工程系統(tǒng)中的振動(dòng)： 硬盤振動(dòng) 工程系統(tǒng)中的振動(dòng)： 壓氣機(jī)的振動(dòng)通過(guò)地面會(huì)影響到周圍的儀器設(shè)備 工程系統(tǒng)中的振動(dòng)： 纜車上裝有減振器 工程系統(tǒng)中的振動(dòng)： 各種形狀的疊層減振器 工程系統(tǒng)中的振動(dòng)： 在諾曼底橋采用了斜拉索上垂直方向布置輔助加固索 (二次索 )以防止斜拉索振動(dòng)和非線性變形增大 。強(qiáng)烈的破壞性地震瞬間將房屋 、 橋梁 、 水壩等建筑物摧毀 ， 直接給人類造成巨大的災(zāi)難 ， 還會(huì)誘發(fā)水災(zāi) 、 火災(zāi) 、 海嘯 、 有毒物質(zhì)及放射性物質(zhì)泄漏等 次生災(zāi)害 。 超聲電機(jī)不像傳統(tǒng)的電機(jī)那樣 ， 利用電磁力來(lái)獲得其運(yùn)動(dòng)和力矩 。 振動(dòng)的利用： 超聲診斷儀 產(chǎn)生超聲 ， 并發(fā)射到人體內(nèi) ， 在組織中傳播 ，遇到正常與有疾病的組織時(shí) ， 便會(huì)產(chǎn)生反射與散射 ， 儀器接到這種信號(hào)后 ， 加以處理 ， 顯示為波形 、 曲線或圖像等 ， 就可以供醫(yī)生做判斷組織或器官健康與否的依據(jù) 。 1m 2m im 1?nm nmnx 1?nxix2x1xtf i ?sintf i ?sin最簡(jiǎn)單的振動(dòng)系統(tǒng)模型：?jiǎn)巫杂啥饶Ｐ? tf ?s inxmtf ?s in 單自由度振動(dòng)系統(tǒng) xmktf ?s inxmtf ?s inm：梁的總質(zhì)量 k：使質(zhì)點(diǎn) m產(chǎn)生單位位移所需力的大小，可以從材料力學(xué)得到 xmkcc：振動(dòng)中的阻力 自由振動(dòng) 自由振動(dòng) 包含兩層含義： 1. 系統(tǒng)的固有特性 (固有頻率 、 阻尼比和固有振型 )。一般來(lái)說(shuō)，振動(dòng)系統(tǒng)有多個(gè)固有頻率。通常將固有頻率從小到大排序，依次稱為一階固有頻率、二階固有頻率、 …。通常低階的固有振型容易被激發(fā)。 nnT ??2?令 mkn ??單自由度振動(dòng)系統(tǒng)自由振動(dòng)微分方程： 即 振動(dòng)系統(tǒng)沒(méi)有外界擾動(dòng)的情況下，系統(tǒng)作以 ωn為頻率的振動(dòng)，其周期為 Tn 。 就是當(dāng)系統(tǒng)在某一時(shí)刻 t=0具有位移 、 速度 ， 研究系統(tǒng)在 t=0時(shí)刻之后的振動(dòng)情況 。 系統(tǒng)的振動(dòng)速度： tAtAtx nn ?? sinc o s)( 21 ??0x 0x?tAtAtx nnnn ???? c o ss i n)( 21 ????則： ? ? ? ?0s i n0c o s 210 ???? nn AAx ??? ? ? ?0c o s0s i n 210 ????? nnnn AAx ?????01 xA ?nxA ?02 ??? ?00 , xx ?txtxtx nnn ??? s i nc os)(00???對(duì)于無(wú)阻尼單自由度振動(dòng)系統(tǒng)來(lái)說(shuō) ， 初始位移 ——產(chǎn)生余弦振動(dòng) 初始速度 ——產(chǎn)生正弦振動(dòng) mkn
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