理論力學(xué)創(chuàng)新應(yīng)用zme型多功能實(shí)驗(yàn)臺(tái)單自由度振動(dòng)系統(tǒng)的測(cè)試開題報(bào)告(編輯修改稿)
2025-02-17 17:31 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 耦合條件，給出了振動(dòng)同步系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)和選擇的工程方法。 (II)單自由度振動(dòng)系統(tǒng)：任何一個(gè)實(shí)際的振動(dòng)系統(tǒng)都是無限復(fù)雜的，為了能對(duì)之進(jìn)行分析，一定要加以簡(jiǎn)化，并在簡(jiǎn)化的基礎(chǔ)上建立合適的力學(xué)模型。在簡(jiǎn)化模型中，振動(dòng)體的位置或形狀只需用一個(gè)獨(dú)立坐標(biāo)來描述的系統(tǒng)稱為單自由度系統(tǒng)。 單自由度系統(tǒng)是最簡(jiǎn)單、最基本的振動(dòng)系統(tǒng)。其重要性，一方面在于在很多實(shí)際問題都可簡(jiǎn)化成一個(gè)單自由度系統(tǒng)，從而直接利用對(duì)這種系統(tǒng)的研究成果來解決問題；另一方面在于它具有一般振動(dòng)系統(tǒng)的一些基本特性，是多自由度系統(tǒng)和連續(xù)系統(tǒng)乃至非線性系統(tǒng)振動(dòng)理論和方法的基礎(chǔ)。在理論分析中，利用它的直觀、簡(jiǎn)單，可以把握振動(dòng)系統(tǒng)的許多基本性質(zhì)。以彈簧一質(zhì)量系統(tǒng)為力學(xué)模型，如圖1所示，對(duì)研究單自由度系統(tǒng)的振動(dòng)有著非常普遍的實(shí)際意義，因?yàn)楣こ躺嫌性S多問題通過簡(jiǎn)化，用單自由度系統(tǒng)的振動(dòng)理論就能得到滿意的結(jié)果。而同時(shí)對(duì)多自由度系統(tǒng)和連續(xù)系統(tǒng)的振動(dòng)，在特殊坐標(biāo)系中考察時(shí)，顯示出與單自由度系統(tǒng)類似的性態(tài)。因此，揭示單自由度振動(dòng)系統(tǒng)的規(guī)律、特點(diǎn)，為進(jìn)一步研究復(fù)雜振動(dòng)系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)。：是以正弦或余弦函數(shù)或統(tǒng)稱為諧波函數(shù)表示的，以其靜平衡位置為振動(dòng)中心的簡(jiǎn)諧振動(dòng)。 (1)式（1）就是無阻尼自由振動(dòng)的微分方程，是二階常系數(shù)線性齊次方程。系統(tǒng)周期： (2)系統(tǒng)頻率： (3)系統(tǒng)固有頻率： (4) ：在自由振動(dòng)中，物塊除受恢復(fù)力的作用外，還受到阻力的作用，振動(dòng)過程中的阻力通稱阻尼。產(chǎn)生阻尼的因素比較多，例如在流體介質(zhì)中運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生介質(zhì)的粘性阻尼(如空氣阻尼、油的阻尼)等，總是有能量的散逸，系統(tǒng)不可能持續(xù)作等幅的自由振動(dòng)，而是隨著時(shí)間的推移振幅將不斷減小。這種自由振動(dòng)叫做有阻尼自由振動(dòng)。有阻尼自由振動(dòng)固有頻率： 。有阻尼自由振動(dòng)周期：，阻尼自由振動(dòng)的周期大于無阻尼自由振動(dòng)的周期。 ：在持續(xù)的外部激勵(lì)作用下所產(chǎn)生的振動(dòng)稱為受迫振動(dòng)。自由振動(dòng)成分在阻尼作用下迅速衰減，振動(dòng)的頻率最終取決于激勵(lì)的頻率。受迫振動(dòng)包含瞬態(tài)振動(dòng)和穩(wěn)態(tài)振動(dòng)，在振動(dòng)開始一段時(shí)間內(nèi)所出現(xiàn)的隨時(shí)間變化的振動(dòng)，稱為瞬態(tài)振動(dòng)。經(jīng)過短暫時(shí)間后，瞬態(tài)振動(dòng)消失。系統(tǒng)從外界不斷地獲得能量來補(bǔ)償阻尼所耗散的能量，因而能夠作持續(xù)的等幅振動(dòng)，這種振動(dòng)的頻率與激勵(lì)頻率相同，稱為穩(wěn)態(tài)振動(dòng)。 ：自激振動(dòng)指在非線性振動(dòng)中，系統(tǒng)只受其本身產(chǎn)生的激勵(lì)所維持的振動(dòng)。自激振動(dòng)系統(tǒng)本身除具有振動(dòng)元件外,還具有非振蕩性的能源、調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)和反饋環(huán)節(jié)。因此，不存在外界激勵(lì)時(shí)它也能產(chǎn)生一種穩(wěn)定的周期振動(dòng)，維持自激振動(dòng)的交變力是由運(yùn)動(dòng)本身產(chǎn)生的且由反饋和調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)所控制。自激振動(dòng)的頻率基本上取決于系統(tǒng)的固有特性。自激振動(dòng)與初始條件無關(guān)，其頻率等于或接近于系統(tǒng)的固有頻率。如飛機(jī)飛行過程中機(jī)翼的顫振、鐘表擺的擺動(dòng)和琴弦的振動(dòng)都屬于自激振動(dòng)。自激振動(dòng)特征：（1） 振動(dòng)過程中，存在能量的輸入與耗散，因次其為非保守系統(tǒng)；（2） 能源恒定，能量的輸入僅受運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，即振動(dòng)系統(tǒng)的位移和速度的調(diào)節(jié)，因次其不含時(shí)間變量，為自治系統(tǒng)；（3） 振動(dòng)的特征量，如頻率和振幅，由系統(tǒng)的物理參數(shù)確定，與初始條件無關(guān)；（4） 自治的線性系統(tǒng)只能產(chǎn)生衰減自由振動(dòng)，吳耗散時(shí)也只能產(chǎn)生振幅由初始條件確定的等幅自由振動(dòng)，因次自振系統(tǒng)為非線性系統(tǒng)；（5） 自激振動(dòng)的穩(wěn)定性取決于能量的輸入與耗散的相互關(guān)系。機(jī)械振動(dòng)主要研究?jī)?nèi)容及方向機(jī)械振動(dòng)研究的內(nèi)容及方向 （1）確定系統(tǒng)的固有頻率，預(yù)防共振的發(fā)生。隨著機(jī)械設(shè)備性能的高速重載化和結(jié)構(gòu)、材質(zhì)的輕型化，導(dǎo)致現(xiàn)代機(jī)械的固有頻率下降，而激勵(lì)頻率上升。因次，有可能使得機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)速度進(jìn)入或接近機(jī)械的“共振區(qū)”，引發(fā)強(qiáng)烈的共振，從而破壞機(jī)械的正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，所以對(duì)高速機(jī)械裝置均應(yīng)進(jìn)行共振驗(yàn)算，避免共振事故的發(fā)生。（2） 計(jì)算系統(tǒng)的動(dòng)力響應(yīng)，以確定機(jī)械或結(jié)構(gòu)受到的動(dòng)載荷或振動(dòng)的能量水平。傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)方法中，對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)分析與載荷計(jì)算是建立在剛性假定的基礎(chǔ)上，按照靜力
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