机械振动简谐强迫振动理论的应用精选文档.ppt

机械振动简谐强迫振动理论的应用本讲稿第一页，共二十二页本讲稿第二页，共二十二页本讲稿第三页，共二十二页本讲稿第四页，共二十二页失衡激励下的幅频特性图和相频特性图：图221本讲稿第五页，共二十二页图221本讲稿第六页，共二十二页本讲稿第七页，共二十二页2.5.2 2.5.2 支承运动引起的强迫振动支承运动引起的强迫振动n系统的支承部分如果有运动也可使系统发生强迫振动，这在工程实际中经常遇到。例如，精密仪器受周围环境振动的影响而振动，车辆由于在不平路面上行驶而引起振动等等。如果支承的运动可以用简谐函数描述，则系统的振动可用简谐强迫振动理论来分析。n典型的支承运动的模型如图222所示。图222本讲稿第八页，共二十二页本讲稿第九页，共二十二页本讲稿第十页，共二十二页图 223本讲稿第十一页，共二十二页2.5.3 2.5.3 隔振原理隔振原理n振动隔离指将机器或结构与周围环境用减振装置隔离，它是消除振动危害的重要手段振动隔离指将机器或结构与周围环境用减振装置隔离，它是消除振动危害的重要手段。实际工程中的振动隔离可分为两类：积极隔振、消极隔振积极隔振、消极隔振n对自身是振源的机器，为减少它对周围环境的影响，将其与支承它的基础隔离开，这类隔振称为积极隔振（主动隔振）积极隔振（主动隔振）。n其力学模型的特点是，激励作用于质量m，引起m的振动。要求把振源m与支承它的基础(弹簧和阻尼器的另一端)隔离(参见图224(a)。比如，对大型发动机、大型电机、汽轮机、冲床和振动台等都要安装一定的隔振装置以减少对周围环境的影响。图224本讲稿第十二页，共二十二页两种隔振原理相似两种隔振原理相似：方法是把需要隔离的机器设备安装在合适的具有弹性和阻：方法是把需要隔离的机器设备安装在合适的具有弹性和阻尼的减振装置或隔振装置上尼的减振装置或隔振装置上即柔性支承上即柔性支承上，使大部分振动被减振装置或隔振装，使大部分振动被减振装置或隔振装置吸收，以阻断振动。置吸收，以阻断振动。n对允许振动很小的精密仪器和设备，为减少周围环境振动对它的影响，需要把它与支承它的基础隔离，这类隔振称为消极隔振（被动隔振）消极隔振（被动隔振）。n它的力学模型（和支承运动的相同）的特点是，激励是由基础运动产生的，振源是基础运动(参见图222)，要求质量m的振动尽可能小。本讲稿第十三页，共二十二页图 224 积极隔振 消极隔振 N为隔振后系统传给地基的动载荷的幅值，P为未隔振时传给地基的动载荷的幅值。显然，s愈小愈好。效果评价：效果评价：X为设备隔振后的振幅，A为振源振幅。s也是愈小愈好。隔振系数隔振系数（叫位移传递系数）（叫力传递系数）图2-24(a)所示系统在简谐激励的运动微分方程为本讲稿第十四页，共二十二页而激励的幅值F0=kA。因此隔振(力传递)系数为 上式表明了振源对基础的干扰程度。主动隔振与被动隔振的原理完全一样。当振源做简谐振动时，积极隔振和消极隔振的隔振系数计算公式相同。弹簧和阻尼器对地基的作用力合力的大小分别为kX和c X，两力之间的夹角为 ，因此，合力的幅值为:图 224 由图2-24(b)可见，弹簧和阻尼器对地基的作用力为其向量关系如图2-24(b)所示本讲稿第十五页，共二十二页图223X X为设备隔振后的振幅为设备隔振后的振幅A A为振源振幅为振源振幅 本讲稿第十六页，共二十二页2.5.4 惯性式测振仪原理惯性式测振仪原理n惯性式测振仪通常是把由弹性元件支承的惯性质量装在适当的壳体内，限制质量沿一给定的轴运动。阻尼通常由壳体内的粘性液体提供。用检测元件测量质量块与壳体之间的相对运动作为系统的输出(即利用连接在质量块上的指针或通过电的信号指示出所测得的位移、速度或加速度，这这些量都是质量块相对于外壳的相对值)。n惯性式测振仪是一个典型的“质量一阻尼器一弹簧”的单自由度系统。为了便于分析它的性质，假定其支承(壳体)做简谐振动。图225本讲稿第十七页，共二十二页压电加速度传感器的典型结构晶体片晶体片质量块预紧环出线口底座出线口三角剪切型三角剪切型 中心压缩型中心压缩型预压簧片三角柱本讲稿第十八页，共二十二页本讲稿第十九页，共二十二页本讲稿第二十页，共二十二页 选取不同的频率比和阻尼比，可使测振仪测量不同的振动参数。选取不同的频率比和阻尼比，可使测振仪测量不同的振动参数。测振仪本身的主要性能参数有，灵敏度、测量精度、测量频率范围等等。图 226本讲稿第二十一页，共二十二页本讲稿第二十二页，共二十二页