机械振动学研究综述
机械振动论文
机械振动在机械工程中的应用成晓(江苏师范大学，江苏连云港 222000)摘要：本文综述了机械振动在机械工程中的应用。
首先分析了机械振动的危害；然后提出了控制或减小振动的主要途径；最后举例说明机械振动在机械工程中的应用。
关键词：机械振动；机械工程；振动筛Mechanical vibration and its applications in mechanicalengineeringCheng Xiao(Jiangsu Normal University ,Jiangsu, Lianyungang 222002)Abstract: This paper intends to elaborate the applications of mechanical vibration in mechanical engineering. Firstly, the reasons of mechanical vibration are analyzed. Secondly, the main methods to control and decrease the vibration are presented in detail. Finally, examples are present to show the application of mechanical vibration in Mechanical EngineeringKeywords: Mechanical vibration; mechanical engineering ; oscillating screen一机械振动机械振动也简称为振动，物理学上是这样给它定义的：物体在平衡位置附近做往复运动的运动。
在现实生活中我们能看到很多机械都是运用机械振动这一学说理论来建造出来的。
比如筛分设备、输送设备、给料设备、粉碎设备等等机械设备都是将理论运用到现实生活中的结果。
工程中的振动问题的研究进展
工程中的振动问题的研究进展摘要：随着科学技术的发展，工程中的振动问题愈来愈受到人们的关注，研究进展也越来越迅猛。
本文将针对工程中的振动问题，结合国内外近年来的研究成果，综述其研究进展。
关键词:振动、问题研究、相关进展引言振动问题是工程学中常见的问题，其出现与各种机械、结构、交通工具等都有关系，因此振动问题的研究具有广泛的应用价值。
工程中的振动问题主要与以下几个方面相关：机械系统的振动、建筑结构的振动、交通工具的振动等。
而随着技术的不断发展，工程中的振动问题的研究也不断深入，涉及到许多新的技术与理论。
本文主要介绍工程中的振动问题的研究进展，包括振动的产生机理、振动测试与分析、振动控制等方面，旨在全面介绍当前振动问题研究的最新进展与趋势。
一、振动理论的发展振动理论是研究振动中物体的固有频率、振幅、相位和波形等基本特性的一门学科。
在振动理论的发展过程中，人们逐渐认识到，振动不仅是一种物理现象，而且也与其他相关学科有着密切的联系。
因此，振动理论呈现出相对于其他学科交叉性、前沿性与综合性的特点。
在振动理论的发展史中，有三个重要的时间节点：牛顿的刚体力学理论、达朗伯的振动理论和拉格朗日的变分方法。
（1）牛顿的刚体力学理论牛顿的刚体力学理论是振动理论发展的起始点。
在牛顿的刚体力学理论中，振动是一种无限小的运动，假设了振动的幅值趋近于零，不会影响刚体的运动，即振动不会使刚体的形状、大小和内部结构发生变化。
（2）达朗伯的振动理论达朗伯是振动理论研究的先驱之一。
他提出了振动现象的均匀机械解释，即振动是一种力的作用，它可以通过连续介质力学来进行描述。
通过分析物体在不平衡力作用下的运动，他发现了很多重要的物理现象，如振动的相位、共振、衰减等。
（3）拉格朗日的变分方法拉格朗日在振动理论中应用了变分方法，创造出了拉格朗日动力学，使振动问题得到了较为客观、简洁、优美的描述。
通过运用拉格朗日方程，可以求解出物体在某一时刻的特定状态下的运动状态，即使在复杂条件下，也可以求解出振动的各种变量。
机械振动载荷识别研究的现状与未来
空间 的动 载荷识别技术 的研 究亦方兴 未艾。
１ １ 动 载 荷 识 别 的 频 域 法 ．
频域 内 ， 性结 构 的动 载荷 列 阵 ， 与 变换 函 线 数矩 阵 、 响应列 阵 问满足关 系 — ，则可 得 识别 载荷 为
…
ｆ ） （ “ Ｈ
Ｈ 列满秩
，＝ｎ 一 １ 一 Ｈ列亏 ｙ 损
一 －
０ 这 ３个矩 阵分别 来 源于矩 阵 的奇异 ｏ
值 分解 。 动 载荷 识别 的频域 法 是在频域 内建立 系统 的 频 率响 应 函数 模 型 ， 而 通 过 系统 的输 出识 别 动 进 态 输 入的 过程 。 它可 分 为 ３个 阶段 ： 态 标定 ， 动 即 试 验模 型 的建立 ； 际状态 响应 的测量 ， 实 即响应信 息 的获 取 ； 载荷识 别 ， 即确定 动载 幅值 与相 位差过 程。 频域 法 的关键在 于 变换 矩阵 的获得 ， 性态直 其 接 影响 动 载 荷识 别 的结 果 。 域 内系统 的数 学模 频 型呈现 出输入 输 出关 系 的线 性算 子 ， 线 性 算子 其
分 析与处 理 、 数值 计 算方 法 与计 算 机仿 真等技术 。
针对动态 载荷 信号的 非平稳特性 ， 长期 以来人 们发展 了多种 识别技术 ， 部分满 足了机械工程 领域 内载 荷确定 的需 要 。 然而 这些方法存在 的各 自适 用 范 围局 限及识 别精度上 的种 种不 足 ， 更加激起 了科 学工作者 寻求精 度更高 、 用更 广泛的识别理论 和 适 方法 的研 究热情 。随着我 国现代 化 建设 的飞速 发 展 ， 动态载荷识别开展研 究 的呼声 日高。 对
机械专业毕业设计文献综述
燕山大学本科毕业设计（论文）文献综述课题名称：钢板多点凹坑成形龙门式专用机床学院（系）：里仁学院年级专业：07级机械制造学生姓名：XXX指导教师：XXX 副教授完成日期：一、课题国内外现状………………………………………………………………………………二、研究主要成果………………………………………………………………………………三、发展趋势：………………………………………………………………………………四、存在问题………………………………………………………………………………五、主要参考文献………………………………………………………………………………指导教师审阅签字：年月日说明：1. 文献综述版面设置为：B5纸，上下页边距分别为2.5cm和2cm，左右页边距分别为2.4cm和2cm。
2. 文献综述正文标题及内容，宋体，小四号，行间距为固定值20磅。
3.本科毕业设计（论文）文献综述一般不少于1000字。
4.查阅文献资料篇数，按《燕山大学关于本科生毕业设计（论文）工作的规定》执行。
5.以上结构格式为参考格式。
6.页面不够可加页。
一、国内外液压机技术发展状况由于液压机的液压系统和整机结构方面，已经比较成熟，国内外液压机的发展主要体现在控制系统方面。
微电子技术的飞速发展，为改进液压机的性能、提高稳定性、加工效率等方面提供了可能。
相比来讲，国内机型虽种类齐全，但技术含量相对较低，缺乏技术含量高的高档机型，这与机电液一体化，中小批量柔性生产的发展趋势不相适应。
在国内外液压机产品中，按照控制系统，液压机可分为三种类型：一种是以继电器为主控元件的传统型液压机；一种是采用可编程控制器控制的液压机；第三种是应用高级微处理器(或工业控制计算机)的高性能液压机。
三种类型功能各有差异，应用范围也不尽相同。
但总的发展趋势是高速化、智能化。
(1)继电器控制方式是延续了几十年的传统控制方式，其电路结构简单，技术要求不高，成本较低，相应控制功能简单，适应性不强。
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。
感谢您的观看
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。
机械振动发展史
公元前1000多年，中国商代铜铙已有十二音律中的九律，并有五度谐和音程的概念。
在战国时期，《庄子·徐无鬼》中就记载了同频率共振现象。
人们对与振动相关问题的研究起源于公元前6世纪毕达哥拉斯(Pythagoras)的工作，他通过试验观测得到弦线振动发出的声音与弦线的长度、直径和张力的关系。
意大利天文学家、力学家、哲学家伽利略(Galileo Galilei)经过实验观察和数学推算，于1 5 8 2年得到了单摆等时性定律。
荷兰数学家、天文学家、物理学家惠更斯(c．Huygens)于1 6 7 3年著《关于钟摆的运动》，提出单摆大幅度摆动时并不具有等时性这一非线性现象，并研究了一种周期与振幅无关的等时摆。
法国自然哲学家和科学家梅森(M．Mersenne)于1623年建立了弦振动的频率公式，梅森还比伽利略早一年发现单摆频率与摆长平方成反比的关系。
英国物理学家胡克(R. Hooke)于1 6 7 8年发表的弹性定律和英国伟大的物理学家、数学家、天文学家牛顿(I. Newton)于1 6 8 7年发表的运动定律为振动力学的发展奠定了基础。
在下面对振动发展史的简述中，主要是针对线性振动、非线性振动、随机振动以及振动信号采集和处理这三个方面进行的。
而关于线性振动和非线性振动发展史的简介中，又分为理论研究和近似分析方法两个方面。
线性振动理论在1 8世纪迅速发展并趋于成熟。
瑞士数学家、力学家欧拉(L. Euler)于1728年建立并求解了单摆在有阻尼介质中运动的微分方程；1 7 3 9年研究了无阻尼简谐受迫振动，并从理论上解释了共振现象；1 7 4 7年对九个等质量质点由等刚度弹簧连接的系统列出微分方程组并求出精确解，从而发现线性系统的振动是各阶简谐振动的叠加。
法国数学家、力学家拉格朗日(J.L．Lagrange)于1 7 6 2年建立了离散系统振动的一般理论。
最早被研究的连续系统是弦线，法国数学家、力学家、哲学家达朗伯(J. le R．d，Alembert)于1 7 4 6年发表的《弦振系统是弦线，法国数学家、力学家、哲学家达朗伯(J．1e R．d，Alem bert)于1 7 4 6年发表的《弦振动研究》将他发展的偏微分方程用于弦振动研究，得到了弦的波动方程并求出行波解。
机械振动机械波
机械振动机械波机械振动和机械波是物理学中重要的概念，涉及到了物体的振动和波动特性。
机械振动是指物体或系统在受到外界力的作用下发生的周期性或非周期性的振动运动，而机械波是指机械振动在介质中传播的能量传递过程。
机械振动有两个重要的参数，即振动周期和振幅。
振动周期是指一个完整的振动循环所需要的时间，通常用秒（s）表示。
振幅则是指振动的最大位移或最大速度，通常用米（m）来表示。
机械振动分为简谐振动和非简谐振动两种。
简谐振动是指当物体受到恢复力的作用后，其振动状态可以通过正弦或余弦函数来描述。
而非简谐振动则是指物体受到的恢复力不满足线性关系，振动状态无法通过简单的正弦或余弦函数来描述。
机械振动的运动可以通过振动方程来描述。
对于简谐振动而言，振动方程可以表示为x(t) = A * sin(ωt + φ)，其中x(t)是物体的位移，A是振幅，ω是角频率，t是时间，φ是相位差。
振动方程可以描述物体振动的位移、速度和加速度的关系，从而提供了对振动状态的全面了解。
机械波是机械振动在介质中传播的能量传递过程。
波动是由于介质中某一点的振动引起附近点的振动，从而传递能量。
机械波有两种主要类型，即横波和纵波。
横波是指波动的振动方向垂直于能量传播方向的波动，例如水波。
纵波则是指波动的振动方向与能量传播方向一致的波动，例如声波。
机械波的传播速度可以通过介质的性质和条件来确定。
对于弹性介质而言，传播速度可以表示为v = √(E/ρ)，其中v是波速，E是介质的杨氏模量，ρ是介质的密度。
不同介质的波速是不同的，比如在空气中，声速大约为343m/s，而在水中，水波的波速则约为1480m/s。
机械波的特性还包括波长和频率。
波长是指相邻两个振动峰或波谷之间的距离，通常用λ表示，单位是米。
频率是指在单位时间内波动中的相邻振动周期的个数，通常用赫兹（Hz）表示。
波长和频率之间有一个简单的关系，即v = λ * f，其中v是波速，λ是波长，f 是频率。
机械振动理论基础及其应用
旋转机械振动与故障诊断研究综述1．前言工业生产离不开回转机械，随着装置规模不断扩大，越来越多的高速回转机械应用于工业生产，诸如高速离心压缩机、汽轮机发电机组。
动态失稳造成的重大恶性事故屡见不鲜。
急剧上升的振动可在几十秒之内造成机组解体,甚至祸及厂房，造成巨大的经济损失和人员伤亡。
此外，机械振动可能降低设备机械性能，加速机械零部件的磨损，发出的噪声损害操作者的健康。
但是振动也能合理运用，如工业上常用的振动筛、振动破碎等都是振动的有效利用。
工程技术人员必须认真对待机械振动问题，当机组产生有害的振动时，及时分析原因，坚持用合理的振动测试标准，采取科学的防治措施。
2．旋转机械振动标准●旋转机械分类：Ⅰ类：为固定的小机器或固定在整机上的小电机，功率小于15KW。
Ⅱ类：为没有专用基础的中型机器，功率为15~75KW。
刚性安装在专用基础上功率小于300KW的机器。
Ⅲ类：为刚性或重型基础上的大型旋转机械，如透平发电机组。
Ⅳ类：为轻型结构基础上的大型旋转机械，如透平发电机组。
●机械振动评价等级：好：振动在良好限值以下，认为振动状态良好。
满意：振动在良好限值和报警值之间，认为机组振动状态是可接受的（合格），可长期运行。
不满意：振动在报警限值和停机限值之间，机组可短期运行，但必须加强监测并采取措施。
不允许：振动超过停机限值，应立即停机。
3．振动产生的原因旋转机械振动的产生主要有以下四个方面原因，转子不平衡，共振，转子不对中和机械故障。
4．旋转机械振动故障诊断4.1转子不平衡振动的故障特征当发生不平衡振动时，其故障特征主要表现在如下方面：1 ）不平衡故障主要引起转子或轴承径向振动，在转子径向测点上得到的频谱图, 转速频率成分具有突出的峰值。
2 ）单纯的不平衡振动，转速频率的高次谐波幅值很低，因此在时域上的波形是一个正弦波。
3 ）转子振幅对转速变化很敏感，转速下降，振幅将明显下降。
4 ）转子的轴心轨迹基本上为一个圆或椭圆，这意味着置于转轴同一截面上相互垂直的两个探头，其信号相位差接近90°。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
机械振动学研究综述
【摘要】在我们的日常生活中无时无刻不存在着机械振动，机械振动对生活也是具有双面性，存在有利的一面和不利的一面，只要我们扬长避短很好的利用它，就会给我们的生活带来很多方便。
本文针对机械振动进行系统性的研究，深刻阐明它的应用及危害。
【关键词】机械振动；应用；简谐；危害
0 引言
我们把一个物理量在其平衡点附近往复的运动或是这个物体经过它的平衡点所做的一种来回循环的运动称之为机械振动。
也将其说成是物体上的某一物理量或是整个物体沿着直线或非直线来回的颤动，有特定的规则和时间。
有时为了浅显易懂，我们将它称之为简称为振动。
机械振动是一个非常重要的研究方向，许多年前，荷兰的科学家研究成功了的单摆机械钟就是机械振动的典型应用。
直到20世纪初叶，人们的研究目标开始改变，偏向于研究避免共振的项目上。
其实在机械振动中，共振始终是一个比较大的问题。
在日常生活以及生产中都会遇到诸多的振动源，例如风动工具，小汽车，轮船和自行车等。
规定振动量便是用来衡量振动强弱的一种物理量，物体由于外力的作用产生振动致使其偏离原来的位置，机车不断的增加速度减小速度及加速度都可以看做是产生振动的原因。
由于以上的原因，就会导致一些零件产生振动，一旦加大振动量，就会使振动的零件受损，这会大大降低零件的使用寿命，严重会使整个机器停止运作或是导致事故发生。
例如，机床上的由于主动轴的振动就会使它的精确度降低，这会给公司带来巨大的损失。
振动的分类较多，按照不同的标准可以对其进行不同的划分。
其中最为熟知的两类是按照原因和振动的规律的划分的。
按照产生的原进行分类为：自激振动、受迫振动、自由振动。
按照振动的规律进行分类为：简谐振动、随机振动。
1 简谐振动
振动的形式很多，简谐振动是其中的一种形式。
简谐振动的定义为将自变量定义为时间的正弦函数或者定义为余弦函数，它还是日常生活中常见的一种振动形式。
当然也是一种比较最简单的振动。
这种简谐振动的主要特点有往复性、周期性、对称性。
我们熟知的古式钟摆的左右摇动便属于简谐振动，比较经典的是弹簧拉一个小球上下或是左右的摆动，还有就是单摆的运动也属于简谐振动。
2 共振
影响机械振动的三个主要因素分别为振动频率、加速度、振幅。
众所周知的来自于古希腊物理学家阿基米德说过：“给我一个支点，我会撬起整个地球”。
而
当代的来自于美国的发明家特土拉说过，只要是给我一个共振器，我就能使地球分为两半。
特土拉先前做过一个实验，就是在未完全完成的钢结构架的楼房顶上，把一个小物体（赋予它共振）放在这些未完全完成的楼顶钢梁上，之后特土拉触动了按钮，接下来钢梁便发生振动，逐渐的振动延伸至整撞楼房。
该案例足以证明共振的破坏性。
还有一个日常中经常发生的就是，装满货物的货车驶过一座桥梁时，车的振动和桥的固有频率一致，这样会使桥的振动逐渐加强，当多辆车同时驶过时，车给桥的压力达到了一定的程度，这样便会发生共振，最后造成桥的全线崩塌。
如此，得知共振有时候是在破坏着人们的生活。
前一个例子说明的是共振器本身的特点，也就是它能自己发出各种频率的波，当它所发出的波被物体接受时（说明物体的固有的波与共振器发出的波相同），就会产生共振的波，当共振的波达到一定的强度时，就会产生使我们不愿意看到的结果。
振动同时也在危害着我们的身心健康，对于一个生病的人，振动的频率对其有很大的影响。
从事与振动有关的工作者，更容易患有振动相关的病症，如此需谨记要尽量远离振动，不要等到发生病症之后再做相应的措施。
3 振动危害的控制
机械振动不利的方面可以通过人为干预使其减小，而且通过人类自身的努力甚至可以从根本上消除机械振动产生的危害。
当一个物体的固有频率与外界对它的作用力的频率相差很大的时候，机械振动就可以被有效的避免或者消除。
生活中有很多减少机械振动的例子，比如说我们经常去电影院看电影，经常去礼堂或者演播室参观或参加节目，细心的话可以看到这些地方的墙上都有一层厚厚的像泡沫一样的，他们可不仅仅是装饰品，更主要的作用是用来吸收声音的频率，使电影院、礼堂、演播室这些地方不会轻易发生共振。
长时间从事机械操作的工人，可能要经常接触振动的工器具，这对身体的危害是很大的，必须佩戴有衬垫的泡沫无指手套来降低机械振动对身体的危害。
随着科学技术的不断发展，减轻振动危害的方法越来越多。
消声器就是一种人们近年发明出来的用于消除噪音的产品，现在我们所生活的环境充斥着各种各样的噪音，人们的的喧闹声，汽车的鸣笛声等等混合在一起严重影响着人类生活的环境，消声器被发明出来就是为了消除这些噪音对人类生活的影响。
它的原理就同无声手枪一样，从枪口喷出的高压气体具有很强的冲击波，这些冲击波经过若干气室后被不断吸收，当再次到达枪口时气体所具有的冲击波已经很小，噪声也就变得非常小了。
4 振动的应用
因为振动这一学科属于一种交叉类型的学科，以至于再许多方面都有其应用之处。
它不仅在医疗和机械中有其相关应用，而且在土木工程领域及铸造领域也有相应的应用。
我们知道以前在建设一套楼房时，需要我们用比较粗糙的办法给地基进行打桩，也就是耗费体力用锤子进行地基打桩。
现在科技发达了不再用那么原始的办法，现在采用振动打桩技术，给桩体一个振动波，如此产生振动波的桩体把相同频率的波传递给大地，致使土地产生振动，土层松动，土层在这种振动波的作用下摩擦力减少，如此，桩体便非常容易的打进土层之下了。
我们知道振动还可以制使物料处于运动的模式，其有利于气流的通过，为热交换的形成
创造了充足的条件。
分选及混合型的振动机器也是大致的道理。
在医学上同样也存在诸多的应用振动的例子。
例如，现在存在的一款化妆品叫做美伊美，众多女性都特别喜欢，经研究发现它的按摩机原理就是由振动原理实现的，该机器有不同的工作频率，一种是柔波的速度，另一种是快速柔波的速度。
它就是通过快速微震表面达到深层洁面的作用。
同时也可以按摩脸部，抚平皱纹。
【参考文献】
[1]宋天齐，张严.有机玻璃框架隔震模型的振动台试验研究[J].岩石力学与工程学报，2000，19（11）：795-798.
[2]郑安杰.机械振动的各种应用[D].06机制.
[3]张东晨.矿物加工机械振动学[D].安徽理工大学.
[4]刘习军，贾启芬.工程振动理论与测试技术[M].高等教育出版社，2006，
5.。