振动概论 【转载】

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振动概论

    工程中，一物体根据其材料属性可分为好多种类，在振动分析中，主要以连续体为研究对象。连续体其属性参数包括弹性系数，阻尼系数等。由此种材料构成的机构，在工程环境中存在两种振动，即自由振动和约束振动。首先振动是指一物体沿原点做简谐运动。所以工程中的任何运动并不都属于振动。对于自由振动或非自由振动，二者有相同之处，其运动微分方程都是根据力学平衡原理列出。其输出响应或者振动输出分别用位移，速度，加速度等形式表示，但位移输出作为基础，用简谐函数形式表示，所以包括幅值，相位差等属性参数。研究过程中，列出振动微分方程后，假设一式子作为输出，然后带入振动微分方程进而可以求出各个参数的表达式，这也是好多理论研究的一条基本思路。

    因为构件振动，他会造成构件上各点运动，从而使整个构件变形以致变形严重时损坏部件。所以对振动振幅的研究显得尤为重要。那么振幅主要有那些因素决定呢，首先对于自由振动体（本文将未受外载荷的构件称自由振动体，课本上称无阻尼系统为自由振动体），其受外载荷为零，所以振幅仅仅与其阻尼有关系，因为在欠阻尼情况下，机构做衰减振动，其幅值与阻尼变化趋势相反，周期与阻尼变化趋势一致，可以感性理解，由于有阻尼力，所以物体回到原点耗时久，也由于阻尼力消耗了能量，所以物体偏离原点距离变小。其余两种情况为临界阻尼和过阻尼，对于临界阻尼，及物体偏离原点然后很快回到原点之后静止。呵呵，物理现象中一切挺有意思的，所以理论上就出现了阻尼比这一概念，因此好多阻尼器时都借用临界阻尼原理来设计。

   对于约束振动，在其受外力作用下，其振动方式可分为三部分，一部分为自由振动下的衰减振动，一部分为在初始条件下的振动，一部分为在外载荷作用下的强迫振动。这里主要讨论第三种情况，强迫振动。此时来研究振幅的变化情况，因为强迫震动中，某一点的振动频率与外载荷的频率相同，但其振幅由物体固有频率和外载荷频率二者共同决定，当外载荷处于低频区时，可看做弹簧模型振动，即振幅为最大激振力作用下的静变形，此时阻尼比对其幅值影响很小，当外载荷频率慢慢接近结构固有频率时，出现共振，此时幅值达到最大，阻尼比对其影响也显著，之后，在高频区，振幅又开始下降，并接近与零，这一段也可以感性理解，低频区，载荷相当于一静力作用，高频区时载荷作用时间太短，所以物体还来不及变化。。。个人理解。

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