自由度系統(tǒng)ppt課件-文庫吧資料
2025-01-21 09:22本頁面
【正文】 尼） 增大偏心量 減小偏心量 自動定心，這就是采用柔性轉(zhuǎn)子的原因 167。 圖 2— 27 轉(zhuǎn)子的三個(gè)中心 轉(zhuǎn)子三個(gè)中心： 幾何中心 S； 質(zhì)量中心 G； 回轉(zhuǎn)中心 O。在設(shè)計(jì)機(jī)器時(shí)必須使轉(zhuǎn)軸的工作轉(zhuǎn)速遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)軸的臨界轉(zhuǎn)速 。這個(gè)定值通常稱為 臨界轉(zhuǎn)速 。測振儀本身的主要性能參數(shù)有，靈敏度、測量精度、測量頻率范圍等等。用檢測元件測量質(zhì)量塊與殼體之間的相對運(yùn)動作為系統(tǒng)的輸出 (見圖 2— 25)。 慣性式測振儀原理（自學(xué)） ? 慣性式測振儀通常是把由彈性元件支承的慣性質(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。它的力學(xué)模型的特點(diǎn)是，激勵(lì)是由基礎(chǔ)運(yùn)動產(chǎn)生的，振源是基礎(chǔ)運(yùn)動 (參見圖 2— 22)，要求質(zhì)量 m的振動盡可能小。 圖 2— 24 積極隔振： 我不犯人！ 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，使大部分振動被減振裝置或隔振裝置吸收，以阻斷振動的傳遞。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 (參見圖 2— 24(a))。實(shí)際工程中的振動隔離可分為兩類： 積極隔振、消極隔振 ? 對自身是振源的機(jī)器，為減少它對周圍環(huán)境的影響，將其與支承它的基礎(chǔ)隔離開，這類隔振稱為 積極隔振 。 圖 2— 22 環(huán)境激振 相對運(yùn)動 下一節(jié)定義的： 消極隔振系數(shù) 圖 2— 23 不同區(qū)域阻尼的作用是不同的。如果支承的運(yùn)動可以用簡諧函數(shù)描述，則系統(tǒng)的振動可用簡諧強(qiáng)迫振動理論來分析。 內(nèi)部激振 失衡激勵(lì)下的幅頻特性圖和相頻特性圖： 圖 2— 21 圖 2— 21 圖 2— 21 響應(yīng)與激勵(lì)反相 支承運(yùn)動引起的強(qiáng)迫振動 ? 系統(tǒng)的支承部分如果有運(yùn)動也可使系統(tǒng)發(fā)生強(qiáng)迫振動，這在工程實(shí)際中經(jīng)常遇到。圖 2— 20為旋轉(zhuǎn)失衡的示意圖。 簡諧強(qiáng)迫振動理論的應(yīng)用 旋轉(zhuǎn)失衡引起的強(qiáng)迫振動 在旋轉(zhuǎn)機(jī)械中，旋轉(zhuǎn)失衡是使系統(tǒng)振動的外界激勵(lì)的主要來源。 ? 求等效參數(shù)多采用能量法。 圖 2— 17 等效阻尼 ? 振動能量的耗散有多種形式； ? 把其他形式的阻尼等效為粘性阻尼，線性化。由此可知，即使是無阻尼系統(tǒng)共振時(shí)，也需要一定的時(shí)間來積累振動能量。 復(fù)數(shù) 實(shí)數(shù) 穩(wěn)態(tài)響應(yīng) —— 復(fù)數(shù) 響應(yīng)振幅 —— 實(shí)數(shù) 響應(yīng)：激勵(lì)（對應(yīng)物理量之比） 要命的是頻率（比）！ 圖 2— 15 圖 2— 15 熟記三個(gè)特殊點(diǎn)就等于掌握三個(gè)區(qū)域的規(guī)律 系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)振動時(shí)，慣性力、彈性力、阻尼力都是與激勵(lì)同頻率的簡諧量，分別為： 頻率比所處區(qū)域不同，與激勵(lì)構(gòu)成動平衡的力的種類不同 圖 2— 16 222 )/2(])/(1[1)(nnH ?????? ???0 彈性控制區(qū) 圖 2— 16 222 )/2(])/(1[1)(nnH ?????? ???慣性控制區(qū) 圖 2— 16 222 )/2(])/(1[1)(nnH ?????? ???阻尼控制區(qū) P?Ao共振頻率 0?大阻尼 小阻尼 阻尼 0?共振演示實(shí)驗(yàn) 2 3 6 1 4 5 單擺 1作垂直于紙面的簡諧運(yùn)動時(shí)，單擺 5將作相同周期的簡諧運(yùn)動，其它單擺基本不動 . 共振現(xiàn)象 共振現(xiàn)象的危害 1940 年 7月 1日美國 Tocama 懸索橋因共振而坍塌 ?應(yīng)用 ?防止 ?鋼琴、小提琴等樂器 —— 提高音響效果 ?收音機(jī) —— 選臺 ?核磁共振 —— 物質(zhì)結(jié)構(gòu)的研究和醫(yī)療診斷等 ?改變系統(tǒng)的固有頻率或外力的頻率 ?破壞外力的周期性 ?增大系統(tǒng)的阻尼 ?對精密儀器使用減振臺 無量綱量 品質(zhì)因子、阻尼比兩者之間的關(guān)系 半功率點(diǎn)定義 帶寬、阻尼比、品質(zhì)因子三者之間的關(guān)系 半功率點(diǎn)與帶寬 例 注意：品質(zhì)因子是無量綱量 能量關(guān)系與等效阻尼 道不同，不相為謀； 士為知己者死； 冰火兩重天！ 說明：無阻尼系統(tǒng)受簡諧激勵(lì)時(shí)，如果激勵(lì)頻率等于系統(tǒng)固有頻率，由于系統(tǒng)無阻尼，因此外力對系統(tǒng)做的功全部轉(zhuǎn)成系統(tǒng)的機(jī)械能即振動的能量。 穩(wěn)態(tài)響應(yīng)項(xiàng)的規(guī)律 要命的是頻率（比）！ 復(fù)頻率響應(yīng) 幅頻特性與相頻特性 ? 穩(wěn)態(tài)響應(yīng)的幅值和相角是激勵(lì)頻率的非線性函數(shù) ，在理論分析和實(shí)際工作中常引進(jìn)復(fù)頻率響應(yīng)來描述 激勵(lì)頻率對響應(yīng)的影響 。 圖 2— 13 簡諧強(qiáng)迫激勵(lì)項(xiàng) 靜力轉(zhuǎn)化為靜位移 簡諧強(qiáng)迫振動運(yùn)動微分方程 圖 2— 14 通解 —— 瞬態(tài)響應(yīng) 特解 —— 穩(wěn)態(tài)響應(yīng) 全解 —— 兩者疊加： 前段：瞬態(tài)占優(yōu)； 后段：穩(wěn)態(tài)占優(yōu)； 最后：瞬態(tài)消失，穩(wěn)態(tài)主導(dǎo)。 ? 利用可以產(chǎn)生簡諧激勵(lì)的激振器激勵(lì)被測結(jié)構(gòu)以分析其振動特性的方法，即所謂正弦激勵(lì)方法，是測試系統(tǒng)振動特性最常用的方法之一。 單自由度系統(tǒng)的簡諧強(qiáng)迫振動 ? 簡諧強(qiáng)迫振動指激勵(lì)是時(shí)間簡諧函數(shù)，它在工程結(jié)構(gòu)的振動中經(jīng)常發(fā)生，它通常是由旋轉(zhuǎn)機(jī)械失衡造成的。 圖 2— 8 圖 2— 10 圖 2— 10 圖 2— 10 阻尼對頻率影響很 小 對振幅影響很 大 大阻尼系統(tǒng)衰減快； 高頻成分衰減快。用產(chǎn)生粘性阻尼力的阻尼器作為離散系統(tǒng)的主要元件之一。 ? 在線性振動理論中規(guī)定，由粘性阻尼引起的粘性阻尼力的大小與相對速度成正比，方向與速度方向相反。由于線性系統(tǒng)本身就是對實(shí)際問題的近似，因而對阻尼往往也作線性化處理。 ? 阻尼是用來度量系統(tǒng)自身消耗振動能量的能力的物理量。 圖 2— 7 把兩個(gè)彈簧剛度集總成一個(gè)彈簧 方法： 勢能等效 167。注意它并不一定等于系統(tǒng)慣性元件的質(zhì)量加上其他元件的質(zhì)量。 例 如圖 2— 6所示系統(tǒng)，在考慮彈簧質(zhì)量的條件下求系統(tǒng)的固有頻率。 ? 彈性元件的質(zhì)量是分布的，需要適當(dāng)?shù)丶俣ㄋ俣确植家?guī)律：速度分布與位移分布有相同的形式。 討論： ? 離散系統(tǒng)建模約定：質(zhì)量集中在慣性元件上，彈性元件無質(zhì)量； ? 實(shí)際上，沒有無質(zhì)量的彈
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