《机械振动学 教学课件 ppt 作者 许福东 c01 绪论》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械振动学 教学课件 ppt 作者 许福东 c01 绪论（24页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第0章 绪论 O 绪论 0.1机械振动 0.2机械振动内容与振动系统模型 0.3激励与响应 0.4振动问题及其解决方法 开始 本课程中，机械振动的振动微分方程的建立，基本上是基本课程中，机械振动的振动微分方程的建立，基本上是基 于牛顿定律的。本书于牛顿定律的。本书特指石油机械振动特指石油机械振动。 力学以外的世界力学以外的世界用牛顿的一段话作为开头：用牛顿的一段话作为开头： 我不知道世人怎样看我，但我自己看来，我不过像是一个在海边玩我不知道世人怎样看我，但我自己看来，我不过像是一个在海边玩 耍的小孩，不时发现比寻常更光滑的一块石子，或比寻常更美丽的耍的小孩，不时发现比寻常更光滑的一块石子，或比
2、寻常更美丽的 一片贝壳而沾沾自喜，对展现在我面前的浩瀚的真理海洋却全然没一片贝壳而沾沾自喜，对展现在我面前的浩瀚的真理海洋却全然没 有发现。布儒斯特（回忆牛顿有发现。布儒斯特（回忆牛顿18551855）牛顿）牛顿 Isaac Newton Isaac Newton 16421727, 16421727, 物理、数学和天文学家，建立牛顿定律，发现万有引物理、数学和天文学家，建立牛顿定律，发现万有引 力定律，建立经典力学基本理论。单自由度的振动原理在理论力学力定律，建立经典力学基本理论。单自由度的振动原理在理论力学 课程中已经学习过，但几乎对所有的学生来说，学习这一内容都是课程中已经学习过，但几乎
3、对所有的学生来说，学习这一内容都是 必要的。必要的。 大多数人一心想着都是如何谋生，而你们中的佼佼者关心的则大多数人一心想着都是如何谋生，而你们中的佼佼者关心的则 是更大的事情，比方赚大钱、建立自己的公司、当官走仕途之路等。是更大的事情，比方赚大钱、建立自己的公司、当官走仕途之路等。 作为老师，总还希望有些人追求下述目标：把自然现象归结为有序作为老师，总还希望有些人追求下述目标：把自然现象归结为有序 的、简单的、牛顿式的解释。的、简单的、牛顿式的解释。( (建立数学模型建立数学模型） 几句赠言：几句赠言： 0.1 机械振动 机械振动是指物体（或物体系）在平衡位 置附近作往复性或周期性的运动，简
4、称振动。 机械振动在日常生活与石油机械工程中常带 来危害 .(石油机械振动） 例如，石油钻机振动引起噪声污染；精密仪器设备的振动影响其 功能；机床的振动降低机械加工的精度和光洁度，加剧构件的疲 劳和磨损，缩短其使用的寿命；石油机械振动还要消耗大量能量 ，降低机器工作效率；石油机械振动有时会使结构发生大变形而 破坏，甚至造成灾难性的事故；有些桥梁就是由于振动而坍毁； 海洋轮船的振动恶化了乘载的条件；地震、暴雨、台风等造成的 巨大经济损失等。 随着生产技术的不断发展，特别是军工、电子、宇航等尖端工业的日新月异，对机电产 品的动态性能提出了了愈来愈高的要求。 研究目的研究目的 利用振动为人类利用振动
5、为人类 造福；减少振动的危害。造福；减少振动的危害。 波 桥 重锤 机械振动也可以用来为人类服务 例如，利用钟摆振动原理制造钟表；利用石油泥浆振动筛筛分 重晶石。工程实际中数以千计的振动机器和振动仪器可以完成 许多不同的工艺过程，如，给料、上料、输送、石油钻井液筛 分、布料、烘干、冷却、脱水、选分、破碎、粉磨、光饰、落 砂、成型、整形、振捣、夯土、压路、摊铺、石油钻探、装载、 振仓、犁土、振动沉桩、清理、捆绑、采油、切削、检桩、检 测、石油地质勘探、石油测试、采油设备诊断等。这些机器和 仪器还包括振动给料机、振动输送机、振动整形机、振动筛选 机、振动脱水机、振动干燥机、振动冷却机、振动破碎机、
6、振 动球磨机、振动光饰机、振动压路机、振动摊铺机、振动夯土 机、振动沉拔桩机、振动造型机、振动采油机、振动筛分机、 液压冲击机、振动落砂机、振动离心脱水机、海浪发电机以及 各种形式的振捣器和激振器等。 高速列车 大型桥梁 大型开发区 大型水电站 大型核工业装备 从从工程研究角度工程研究角度看，机械振看，机械振 动是研究机械结构或设备的动动是研究机械结构或设备的动 态问题。动态问题是现代科学态问题。动态问题是现代科学 和现代工程中非常突出的问题和现代工程中非常突出的问题 ，动态问题区别于静态问题并，动态问题区别于静态问题并 揭示了静态无法说明的规律和揭示了静态无法说明的规律和 特征。机械振动成为
7、研究动态特征。机械振动成为研究动态 问题的重要基础。问题的重要基础。 0.2 机械振动学内容与振动系统模型 。 机械振动学内容大致分为四个方面： （1）振动运动学： （2）振动分析： （3）振动预测： (4）振动特性测定或系统识别 研究振动物体运动的几何性质与振动规律 计算物体系统的机械振动响应 预测激励与干扰问题 振动设计 0.2.1 离散振动系统与连续振动系统 离散振动系统离散振动系统是由集中参数元件组成的，基本的集中参数元件 有三种：质量、弹簧与阻尼。 连续振动系统连续振动系统是由弹性体元件组成的。典型的弹性体元件有杆、 梁、轴、弦、板等。弹性体的惯性、弹性与阻尼是连续分布的， 故亦称为
8、分布参数振动系统。 0.2.20.2.2线性振动系统线性振动系统与与非线性振动系统非线性振动系统 0.2.3 0.2.3 确定性振动系统确定性振动系统与与概率性振动系统概率性振动系统 0.2.4 0.2.4 单自由度机械振动系统单自由度机械振动系统与与多自由度多自由度 机械振动系统机械振动系统 简谐振动简谐振动能用一项时间的正弦或余弦函能用一项时间的正弦或余弦函 数表示系统响应的振动；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能用时间的周期函数表示系统 响应的振动；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只能用时间的非周期衰减函数 表示系统响应的振动；表
9、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表达运动规律，而只能用统计方法表示系统 响应的振动。响应的振动。 0.3 激励与响应 系统的输入，响应就是输出，二者由系统的机械振动特 性联系着 激励F(t) 响应x(t) 机械振动系统 输入输出 图0.3-1系统激励与响应关系 0.4 机械振动问题的解决方法 0.4.1机械振动问题 0.4.2机械振动问题的解决方法 振动综合或振动设计是在一定的激励条件下，如何来设计 系统的特性，使得机械振动系统的响应满足指定的条件。 机械振动问题的解决方法大致上分为理论分析方法与实
10、 验研究方法，并且二者是相辅相成的。 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.理论分理论分 析析 2。试验研究。试验研究 本书主要分6章介绍机械振动学基本内容。第一章为 机械振动运动学，它是机械振动的运动学基础之一； 第二章为单自由度系统的振动，它是机械振动学全书 的基础知识；第三章为两自由度系统振动，它是机 械振动学研究多自由度系统振动的基础；第四章为多 自由度系统振动，它强调了影响系数法对机械振动方 程的建立和机械振动模态分析法应用；第五章为弹性 体的振动，主要介绍杆的纵振，梁的横振、弦的横振 和薄板的振动等
11、。第六章是机械振动系统的计算机仿 真及其应用，在介绍仿真技术的基础上，重点介绍应 用实例。全书在介绍机械振动理论的基础上，还提供 了大量例题和习题，以便读者学习、参考和使用。 要求要求 掌握线性系统的振动理论和解决振掌握线性系统的振动理论和解决振 动问题的方法；动问题的方法； 定性和定量分析线性系统振动问题定性和定量分析线性系统振动问题. Merovitch, L., Elements of Vibration Analysis, Mc Graw - Hill, 1975 Thomson, W. T. , Theory of Vibration with Applications, Prent
12、ice - Hall, 1972 Timoshenko, S., Vibration Problems in Engineering, 4th, John Wiley & Sons, 1974 Den Hartog, J. P. , Mechanical Vibrations, 4ed, Mc Graw - Hill, 1956 Tse, 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 程耀东编著，机械振动学，浙江大学出版社，程耀东编著，机械振动学，浙江大学出版社，1988 参考文献参考文献:
