机械振动
高中物理机械振动
机械振动简谐运动振幅、周期和频率简谐运动的图像1．机械振动1）物体（或物体的一部分）在某一中心位置两侧所做的往复运动，就叫机械振动，常常简称为振动。
机械振动是一种机械运动，是区别于以前所学的各种运动的一种特殊运动。
如下列物体的运动是机械振动：小球在两光滑斜面间来回运动；用线悬挂一小球，小球在竖直平面内的摆动（单摆）；木块在水面上下运动；击一下鼓，鼓膜的起伏运动，等等。
2）机械振动的特征：第一，有一个“中心位置”（通常称为“平衡位置”），这也是物体停止运动时所在的位置。
如，把单摆的小球拉开再放手，小球就在平衡位置附近左右振动，经过多次重复，最后停在平衡位置。
振动的第二特征，运动具有往复性，这是振动的最大特点。
3）产生机械振动的条件是：一是每当物体离开平衡位置就会受到回复力的作用，这也是振动物体的受力特征；二是阻力足够小。
如果阻力大物体就无法振动，例如单摆的摆球在水中或在很粘的油里，由于阻力很大，几乎不会产生振动。
2．回复力1）使振动物体回到平衡位置的力叫做回复力。
物体做什么样的运动与物体的受力有密切关系。
从地面竖直向上抛出的物体能返回地面，是因为受到指向地面的力的作用。
与此类似，物体所以能在平衡位置附近做往复运动而不远离，并经多次重复以后还停在平衡位置，是因为受到指向平衡位置的力——回复力的作用。
因此，不论振动物体处于平衡位置的哪一侧，回复力的方向总是指向平衡位置，因而回复力是变力。
2）回复力是按力的作用效果命名的力，由振动物体在指向平衡位置方向上所受的合力来提供。
3．振动物体的位移由于振动是一种往复运动，振动物体的位移不像匀速或变速直线运动那样可以继续增大。
因此在振动中，振动物体的位移是指振动物体相对于平衡位置而发生的位移，它的大小等于振动物体离开平衡位置的距离，方向始终由平衡位置指向某时刻振动物体处于的位置。
只要物体不在平衡位置就有位移，物体在平衡位置两侧位移方向不同。
位移方向与回复力方向相反。
《力学》机械振动
A1 A2
x1
T
o
- A2 -A1
t x2
2 1
注意
2
即x2比x1超前
2
22
领先、落后以< 的相位角来判断
同相和反相
当 = 2k , ( k =0,1,2,…), 两振动步调相同,称同相
x
A1
x2
当 = (2k+1) , ( k =0,1,2,…), 两振动步调相反,称反相
a > 0
减速
a > 0
加速
9
四、 描述简谐振动的特征量--周期、振幅、相位
1、周期T: 物体完成一次全振动所需时间。
频率f:
物体在单位时间内完成振动的次数。 1 f T
2 2f T
2
角频率:
k 对弹簧振子： m
T 2
m k
1 f 2
k m
2. 振幅 A: 谐振动物体离开平衡位置的最大位移的 10 绝对值。
加速度
2
d x 2 a 2 A cos( t ) dt
也是简谐振动
8
2
a(t ) A cos( t )
x.v.a.
A A A
2
a
o
x
T t
A A 2A
> 0
< 0
< 0
> 0
a < 0
减速
a < 0
加速
谐振动频率相同 X 2
= ( t + 2)- ( t + 1) = 2- 1
A 初相差 （1） （2）
0
-A/2 -A/2 -A
什么是机械振动_使用原理
什么是机械振动_使用原理机械振动是物体或质点在其平衡位置附近所作有规律的往复运动。
那么你对机械振动了解多少呢?以下是由店铺整理关于什么是机械振动的内容，希望大家喜欢!机械振动的原理振动的强弱用振动量来衡量，振动量可以是振动体的位移、速度或加速度。
振动量如果超过允许范围，机械设备将产生较大的动载荷和噪声，从而影响其工作性能和使用寿命，严重时会导致零、部件的早期失效。
例如，透平叶片因振动而产生的断裂，可以引起严重事故。
由于现代机械结构日益复杂，运动速度日益提高，振动的危害更为突出。
反之，利用振动原理工作的机械设备，则应能产生预期的振动。
在机械工程领域中，除固体振动外还有流体振动，以及固体和流体耦合的振动。
空气压缩机的喘振，就是一种流体振动。
机械振动的特征只有在已知机械设备的动力学模型、外部激励和工作条件的基础上，才能分析研究机械设备的动态特性。
动态分析包括：①计算或测定机械设备的各阶固有频率、模态振型、刚度和阻尼等固有特性。
根据固有特性可以找出产生振动的原因，避免共振，并为进一步动态分析提供基础数据。
②计算或测定机械设备受到激励时有关点的位移、速度、加速度、相位、频谱和振动的时间历程等动态响应，根据动态响应考核机械设备承受振动和冲击的能力，寻找其薄弱环节和浪费环节，为改进设计提供依据。
还可建立用模态参数表示的机械系统的运动方程，称为模态分析。
③分析计算机械设备的动力稳定性，确定机械设备不稳定，即产生自激振动的临界条件。
保证机械设备在充分发挥其性能的条件下不产生自激振动，并能稳定的工作。
机械振动的种类最简单的机械振动是质点的简谐振动。
简谐振动是随时间按正弦函数变化的运动。
这种振动可以看作是垂直平面上等速圆周运动的点在此平面内的铅垂轴上投影的结果。
它的振动位移为x(t)=Asinωt式中A为振幅，即偏离平衡位置的最大值，亦即振动位移的最大值;t为时间;ω为圆频率(正弦量频率的2π倍)。
它的振动速度为dx/dt=ωAsin(ωt+π/2)它的振动加速度为d2x/dt2=ω2Asin(ωt+π)振动也可用向量来表示。
大学物理-机械振动
机械振动也会影响交通工具的舒适 度，如火车、汽车等在行驶过程中 产生的振动，会让乘客感到不适。
机械振动在工程中的应用
振动输送
利用振动原理实现物料的输送，如振动筛、振动输送机等。
振动破碎
利用振动产生的冲击力破碎硬物，如破碎机、振动磨等。
振动减震
在建筑、桥梁等工程中，采用减震措施来减小机械振动对结构的影 响，提高结构的稳定性和安全性。
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THANKS
机械振动理论的发展可以追溯到 古代，如中国的编钟和古代乐器 的制作。
近代发展
随着物理学和工程学的发展，人 们对机械振动的认识不断深入， 应用范围也不断扩大。
未来展望
随着科技的不断进步，机械振动 在新能源、新材料、航空航天等 领域的应用前景将更加广阔。
02
机械振动的类型与模型
简谐振动
总结词
简谐振动是最基本的振动类型，其运动规律可以用正弦函数或余弦函数描述。
机械振动在科研中的应用
振动谱分析
01
通过对物质在不同频率下的振动响应进行分析，可以研究物质
的分子结构和性质。
振动控制
02
通过控制机械振动的参数，实现对机械系统性能的优化和控制，
如振动减震、振动隔离等。
振动实验
03
利用振动实验来研究机械系统的动态特性和响应，如振动台实
验、共振实验等。
05
机械振动的实验与测量
根据实验需求设定振动频率、幅度和波形等 参数。
启动实验
启动振动台和数据采集器，开始记录数据。
数据处理
将采集到的数据导入计算机，进行滤波、去 噪和整理，以便后续分析。
绘制图表
将处理后的数据绘制成图表，如时域波形图、 频谱图等，以便观察和分析。
机械振动的原因和控制方法
机械振动的原因和控制方法机械振动是指机械系统在运动过程中产生的不稳定波动。
这种振动可能会导致各种问题，包括设备磨损、噪音产生、系统不稳定以及生产效率降低等。
因此，了解机械振动的原因以及采取相应的控制方法至关重要。
本文将讨论机械振动的原因并介绍一些常用的控制方法。
一、机械振动的原因1. 不平衡不平衡是一种常见的机械振动原因。
当旋转的部件存在质量不均匀分布时，会导致高速旋转的不平衡情况，并引起机械系统的振动。
2. 动力激振动力激振是机械振动的另一常见原因。
当外部作用力或扰动作用于机械系统时，会引起系统的振动。
例如，当流体通过管道或风机时，会产生动力激振，引起系统振动。
3. 过度刚度或过度柔度过度刚度或过度柔度也可能导致机械振动。
当刚度过高或过低时，机械系统的固有振动频率与外部激振频率无法匹配，导致系统发生振动。
4. 摩擦和松动摩擦和松动是机械振动的另一常见原因。
在机械系统中，如果存在未适当润滑的表面或连接件，摩擦和松动将导致系统振动。
二、机械振动的控制方法1. 平衡为了控制由于不平衡引起的机械振动，可以进行平衡操作。
这包括在旋转部件上加上补偿块，通过平衡测试来确定所需的修正质量和位置，以减少机械系统的振动。
2. 减振器的使用减振器是常用的控制机械振动的工具。
通过在机械系统中加入减振器，可以吸收和分散振动能量，减少系统振动的幅度。
常见的减振器包括弹簧减振器、阻尼器和橡胶减振器等。
3. 控制刚度和柔度为了避免过度刚度或过度柔度引起的机械振动，需要进行合适的设计和控制。
在设计机械系统时，应确保系统的刚度和柔度在可控范围内，以使其固有振动频率与外部激振频率相匹配。
4. 维护和检修定期维护和检修机械系统有助于防止由于摩擦和松动引起的机械振动。
通过润滑摩擦表面、紧固连接件并定期检查系统的工作状态，可以降低机械振动的风险。
5. 密封和隔音对于一些特殊机械系统，如风机和压缩机，通过合适的密封和隔音设计，可以减少噪音和振动的传播，提高工作环境的舒适度。
机械振动
一、机械振动
振动是指物体在其平衡位置附近作往复性的运动。振动 是自然界和工程中经常遇到的现象，如钟的摆动，船舶、车 辆的颠簸，机械设备工作时的振动，等等。 机械振动是指机器或结构物在其静平衡位置附近作往复 性的运动。一般来说，各种机器设备及其零部件、基础及结 构，由于具有弹性和质量，在一定条件下就会发生振动。 二、引起机械振动的内因和外因 1、造成机械振动的内在因素主要是： （1）振动自身具有一定的质量； （2）振动自身具有一定的刚度。 2、 引起机械振动的外部因素主要有： （1）旋转构件的不平衡，负载、质量分布不均匀等； （2）安装精度不够，造成物体之间的间隙过大； （3）物体表面质量 （1）简谐振动：能用一项正弦或余弦函数来描述 其运动规律的周期性振动； 振动的参数: （a）振幅：指振体偏离平衡位置的最大距离， 它反映了振体的振动范围和强弱，单位为米（m）。 （b）频率：振体在每秒内振动的次数，称为频率， 用符号f表示，单位为赫兹（Hz）。 （c）周期：振体每振动一次（重复一次运动状态） 所需的时间称为周期，用符号T表示，单位为秒 （s）。频率和周期互为倒数关系，即T＝1/f。 （d）圆频率：振动的圆频率是指振体在2π秒内振 动的次数，用符号ω表示，单位为弧度/秒（rad/s）。 圆频率与频率的关系为：ω＝2πf。
三、机械振动的危害 在许多情况下，振动的存在是有害的，主要体现在： （1）耗能：振动要消耗原能量以维持其往复性的运动； （2）破坏：振动产生有损于机械或结构的动载荷，影响 机械设备或结构物的工作性能，缩短设备使用寿命，严重 时会使零件失效甚至破坏而造成事故； （3）噪声：振动会产生损害人体健康的噪声。 四、机械振动的利用 振动的存在是有害的，因此，对大多数机械设备来说， 应尽可能避免振动或将其振动量控制在允许的范围内。但 是，从另一方面也可以利用振动原理制造了大量的有利于 生产发展的振动设备，如振动筛、振动打桩机、混凝土振 捣器等，这里的振动则是有益的。研究振动的目的就是认 识和掌握振动的规律，充分利用振动有益的一面，抑制或 消除不利的一面。
机械振动总结(优秀3篇)
机械振动总结(优秀3篇)机械振动总结篇1机械振动概述机械振动是指物体在空气中或液体中由于物理力学原因导致的周期性振动。
这种振动可以产生噪音、震源，甚至可能导致机械部件的损坏。
因此，对机械振动的研究和控制是保证机械系统稳定运行的重要环节。
振动原因机械振动的主要原因包括：1.机械部件的松动：如螺丝钉的松动、螺帽的松动等。
2.机器的启动和停止：如马达的启动和停止、泵的启动和停止等。
3.气流的冲击：如风扇、鼓风机等在运行过程中产生的气流冲击。
4.电磁振动：如电机的运行、电磁阀的电磁力等。
振动测量对机械振动进行测量可以有效地掌握机械系统的振动状况，从而进行故障排查和修复。
常用的振动测量仪器包括：1.振动速度传感器：用于测量物体表面的振动速度。
2.频率分析仪：用于分析振动信号的频率。
3.振动记录仪：用于记录振动信号的波形和幅度。
振动控制对机械振动进行控制的主要方法包括：1.紧固件：如螺丝钉、螺帽等，用于紧固机械部件，防止松动引起的振动。
2.阻尼：通过增加阻尼材料或改变机械系统的结构，减少振动能量。
3.减震：通过改变机械系统的运动状态，减少振动产生。
4.滤波：通过滤波器过滤掉不需要的振动信号，减少对机械系统的影响。
总结机械振动是机械系统运行中常见的物理现象。
通过对机械振动的研究和控制，可以有效地减少机械部件的松动、磨损和损坏，提高机械系统的稳定性和使用寿命。
因此，对机械振动进行深入的了解和掌握，对于机械工程师和相关技术人员来说，具有重要的实践意义。
机械振动总结篇2机械振动是指物体或质点在某一特定平面上，周期性、规则地往复运动的过程。
这种运动可以是在弹性介质中的自由振动，也可以是在机械、电气、流体等非弹性介质中的弹性振动。
机械振动对于机械工程和设备设计具有重要意义，包括确定设备的设计、选择材料、优化结构、提高效率、减少噪声等方面。
在机械振动领域，常见的振动类型包括自由振动、强迫振动、受迫振动和共振。
自由振动是指物体在没有外力作用下的振动，其频率和振幅取决于物体的质量和弹性。
高中物理-机械振动
的整数倍。
C若△t=T，则在t时刻和(t+△t)时刻振
子运动的加速度一定相等
D若△t=T/2，则在t时刻和(t+△t)时刻
弹簧的长度一定相等
练习6、如图所示，一弹簧振子在振 动过程中，经a、b两点的速度相同， 若它从a到b历时0．2s，从b再回到a 的最短时间为0．4s，则该振子的振 动频率B为（ ）
全振动：振动物体往复运动一周 后，一切运动量（速度、位移、加 速度、动量等）及回复力的大小和 方向、动能、势能等都跟开始时的 完全一样，这就算是振动物体做了 一次全振动。
例1．如图弹簧振子在BC间作简谐运动， Ｏ为平衡位置，BC间距离是10 cm ，从 Ｂ到Ｃ运动时间是１s，则（ D ） Ａ．从Ｏ→Ｃ→Ｏ振子完成一个全振动
点评：一般说来，弹簧振子在振动过程中的振幅的求 法均是先找出其平衡位置，然后找出当振子速度为零 时的位置，这两个位置间的距离就是振幅．本题侧重 在弹簧振子运动的对称性．解答本题还可以通过求D 物运动过程中的最大加速度，它在最高点具有向下的 最大加速度，说明了这个系统有部分失重，从而确定 木箱对地面的压力
化，变化周期为振动周期T。
例2．一弹簧振子周期为２s， 当它从平衡位置向右运动了1.8 s时，其运动情况是（ B ）
Ａ．向右减速 Ｂ．向右加速 Ｃ．向左减速 Ｄ．向左加速
练习1.一质点做简谐运动，在
t1和t2两个时刻加速度相同，则
在这两个时刻，下列物理量一
定相同的是;
（）
A、AD 位移 B、 速度
答： f (M m)
k
Mm
kM
练习4.一个质点在平衡位置附近做 简谐振动,在图的4个函数图像中,正 确表达加速度a与对平衡位置的位移
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机械振动
1.机械振动的定义：物体在某一中心位置两侧所做的往复运动，叫做机械振动，常常简称振动。
2.产生机械振动的条件
（1）在运动中，物体存在一个中心位置；
（2）物体离开平衡位置后，受到回复力的作用；
（3）运动中物体所受到的阻力足够小。
平衡位置：振动停止时物体所在的位置（即运动中的中心位置）。
振动的物体经过平衡位置时，所受的回复力为零。
也可以说：平衡位置是振动物体的回复力为零的位置。
由于振动过程最大的特点是周期性，为了描述方便，特别规定：振动的位移总是以平衡位置为起点的。
回复力：使振动物体回到平衡位置的力叫做回复力。
回复力是根据力的效果来命名的力。
3.简谐振动：物体在跟位移大小成正比，并且总是指向平衡位置的力的作用下的振动叫做简谐振动。
只有在振动中所受到的回复力符合F = - kx 的规律的振动才是简谐振动。
4.振幅、周期和频率
（1）振幅：振幅是反映振动强弱的物理量。
振动物体离开平衡位置的最大距离叫振幅，用A来表示，单位是米（m）。
振幅是标量，只有大小没有方向。
振幅越大，振幅越强烈，振动系统的能量越大。
（2）周期：描述振动快慢的物理量。
振动物体完成一次全振动所用的时间叫周期，用T来表示，单位是秒（s）。
（3）频率：物体在1秒内完成全振动的次数，用f来表示，单位是赫兹（Hz）。
频率也是描述振动快慢的物理量。
周期和频率的关系应为：f=1/T
全振动：是指从某一初始时刻起，物体的振动状态再次恢复到初始时刻的过程。
例：甲、乙两个弹簧振子，甲完成了12次全振动，在相同时间内乙恰好完成了8次全振动，求甲、乙振动周期之比和甲、振动频率之比。
解：设完成12次全振动所用时间为t，依题意可知，甲、乙周期为
T甲=t/12，T乙=t/8
其周期之比为：T甲：T乙=t/12：t/8=2：3
由于频率是周期的倒数，所以频率之比为：f甲：f乙=3：2。