机械振动 (2)精.ppt
机械振动第1页，本讲稿共11页目目 录录振振振振 动动动动 理理理理 论论论论 及及及及 其其其其 应应应应 用用用用第第1章章 绪论绪论 第第2章章 单自由度线性系统的振动单自由度线性系统的振动第第3章章 多自由度线性系统的振动多自由度线性系统的振动第第4章章 连续系统连续系统 第第5章章 分析力学基础分析力学基础 第第6章章 非线性振动非线性振动第2页，本讲稿共11页第第1章章 绪绪 论论振振振振 动动动动 理理理理 论论论论 及及及及 其其其其 应应应应 用用用用1.1 机械振动概述机械振动概述 1.2 课程内容及要求课程内容及要求 1.3 参考文献参考文献第3页，本讲稿共11页1.1 机械振动概述机械振动概述 第第1章章 绪绪 论论振动现象振动现象 心脏的搏动、耳膜和声带的振动等心脏的搏动、耳膜和声带的振动等 汽车、火车、飞机及机械设备的振动汽车、火车、飞机及机械设备的振动 家用电器、钟表的振动家用电器、钟表的振动 地震以及声、电、磁、光的波动等等地震以及声、电、磁、光的波动等等振动的危害振动的危害 轻则轻则 影响乘坐的舒适性；降低机器及仪表的精度影响乘坐的舒适性；降低机器及仪表的精度 重则重则 危害人体健康；引起机械设备及土木结构的破坏；危害人体健康；引起机械设备及土木结构的破坏；振动的利用振动的利用 琴弦振动；振动沉桩、振动拔桩以及振动捣固等；振动检测；琴弦振动；振动沉桩、振动拔桩以及振动捣固等；振动检测；振动压路机、振动给料机和振动成型机等。振动压路机、振动给料机和振动成型机等。第4页，本讲稿共11页第第1章章 绪绪 论论 1.1 机械振动概述机械振动概述 机械振动的基本概念及研究目的机械振动的基本概念及研究目的 机械振动机械振动 机械或结构在平衡位置附近的往复运动。机械或结构在平衡位置附近的往复运动。研究目的研究目的 利用振动为人类造福；利用振动为人类造福；减少振动的危害。减少振动的危害。机械振动的分类机械振动的分类 1按振动系统的按振动系统的自由度数自由度数自由度数自由度数分类分类 自由度自由度就是确定系统在振动过就是确定系统在振动过程中任何瞬时几何位置所需独立程中任何瞬时几何位置所需独立坐标的数目坐标的数目单单自自由由度度系系统统振振动动确确定定系系统统在在振振动动过过程程中中任任何何瞬瞬时时几几何何位位置置只只需需要要一一个独立坐标的振动；个独立坐标的振动；多多自自由由度度系系统统振振动动确确定定系系统统在在振振动动过过程程中中任任何何瞬瞬时时几几何何位位置置需需要要多多个个独独立坐标的振动；立坐标的振动；连连续续系系统统振振动动确确定定系系统统在在振振动动过过程程中中任任何何瞬瞬时时几几何何位位置置需需要要无无穷穷多个独立坐标的振动。多个独立坐标的振动。第5页，本讲稿共11页机械振动的分类机械振动的分类 2按振动系统所受的按振动系统所受的激励激励类型分类类型分类自由振动自由振动系统受初始干扰或原有的外激励取消后产生的振动；系统受初始干扰或原有的外激励取消后产生的振动；强迫振动强迫振动系统在外激励力作用下产生的振动；系统在外激励力作用下产生的振动；自激振动自激振动系统在输入和输出之间具有反馈特性并有能源补充系统在输入和输出之间具有反馈特性并有能源补充 而产生的振动。而产生的振动。第第1章章 绪绪 论论 1.1 机械振动概述机械振动概述 3按系统的按系统的响应响应（振动规律）分类（振动规律）分类简谐振动简谐振动能用一项时间的正弦或余弦函数表示系统响应的振动；能用一项时间的正弦或余弦函数表示系统响应的振动；周期振动周期振动能用时间的周期函数表示系统响应的振动；能用时间的周期函数表示系统响应的振动；瞬态振动瞬态振动只能用时间的非周期衰减函数表示系统响应的振动；只能用时间的非周期衰减函数表示系统响应的振动；随机振动随机振动不能用简单函数或函数的组合表达运动规律，而只能不能用简单函数或函数的组合表达运动规律，而只能 用统计方法表示系统响应的振动。用统计方法表示系统响应的振动。第6页，本讲稿共11页机械振动的分类机械振动的分类 4按描述系统的按描述系统的微分方程微分方程分类分类线性振动线性振动能用常系数线性微分方程描述的振动；能用常系数线性微分方程描述的振动；非线性振动非线性振动只能用非线性微分方程描述的振动。只能用非线性微分方程描述的振动。第第1章章 绪绪 论论 1.1 机械振动概述机械振动概述 第7页，本讲稿共11页机械振动问题机械振动问题 1响应分析响应分析?已知已知系统参数系统参数及及外界激励外界激励求求系统的响应系统的响应(位移、速度、加速度和力的响应等）位移、速度、加速度和力的响应等）第第1章章 绪绪 论论 1.1 机械振动概述机械振动概述 2系统设计系统设计和和系统辨识系统辨识系统尚不存在，需要设计合理的系统参系统尚不存在，需要设计合理的系统参数，使系统在已知激励下达到给定的响数，使系统在已知激励下达到给定的响应水平。应水平。系统已经存在，需要根据测量获得的激系统已经存在，需要根据测量获得的激励和响应识别系统参数，以便更好地研励和响应识别系统参数，以便更好地研究系统特性。究系统特性。?已知已知系统的激励系统的激励和和响应响应求求系统参数系统参数第8页，本讲稿共11页已知已知系统响应系统响应和和系统参数系统参数?确定确定系统的激励系统的激励第第1章章 绪绪 论论 1.1 机械振动概述机械振动概述 实际实际系统系统力学原理微分微分方程方程数值数值解解解析解析解解计算机数学工具振动振动特性特性1.理论分析理论分析2.试验研究试验研究机械振动问题机械振动问题 3环境预测环境预测解决振动问题的方法解决振动问题的方法 第9页，本讲稿共11页1.2 课程内容及要求课程内容及要求内容内容 线性系统：迭加原理成立线性系统：迭加原理成立 离散系统离散系统 连续系统连续系统 非线性系统：迭加原理不成立非线性系统：迭加原理不成立 定性定性 定量定量要求要求 掌握线性系统的振动理论和解决振动问题的方法；掌握线性系统的振动理论和解决振动问题的方法；定性和定量分析简单的非线性系统振动问题定性和定量分析简单的非线性系统振动问题第第1章章 绪绪 论论第10页，本讲稿共11页1.3 参考文献参考文献Merovitch,L.,Elements of Vibration Analysis,Mc Graw-Hill,1975Thomson,W.T.,Theory of Vibration with Applications,Prentice-Hall,1972Timoshenko,S.,Vibration Problems in Engineering,4th,John Wiley&Sons,1974Den Hartog,J.P.,Mechanical Vibrations,4ed,Mc Graw-Hill,1956Tse,Francis S.,Mechanical Vibration Theory and Applications,1978清华大学工程力学系固体力学系编，清华大学工程力学系固体力学系编，机械振动学，机械振动学，1980贺兴书，贺兴书，机械振动学（修订本），上海交通大学出版社，机械振动学（修订本），上海交通大学出版社，1988季文美，机械振动学，科学出版社，季文美，机械振动学，科学出版社，1985胡宗武，工程振动分析基础，上海交通大学出版社，胡宗武，工程振动分析基础，上海交通大学出版社，1985骆振黄，工程振动导引，上海交通大学出版社，骆振黄，工程振动导引，上海交通大学出版社，1989第第1章章 绪绪 论论第11页，本讲稿共11页
