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文檔簡介

1、11/13/20212.5 機械中的振動力學 共振:系統(tǒng)在周期性外力(強迫力)作用下發(fā)生受迫振動,如果外力的頻率跟系統(tǒng)的固有振動頻率接近或相等時,受迫振動達極大值,這種現象叫做共振。 阻尼很小的情況下,共振振幅理論上無限大,對機械結構產生徹底破壞。第1頁/共20頁11/13/20212.5 機械中的振動力學 描述振動的物理量 周期(T):完成一次振動過程的時間稱為周期 頻率(f):周期的倒數,單位時間內振動次數。 周期和頻率反映振動的快慢。 振幅:振動量偏離平衡位置的最大值,反映振動的強度。振動力學研究系統(tǒng)輸入激勵與輸出響應之間的關系。第2頁/共20頁11/13/20212.5機械中的振動力學

2、 振動的利用-振動機械:超聲波清洗機;振動篩分機械;電磁共振-收音機;共振武器-次聲波。第3頁/共20頁11/13/20212.5 機械中的振動力學 拿破侖率領法軍入侵西班牙。有一天,法國一隊威武的士兵邁著整齊的步伐通過一座鐵鏈懸橋。沒想到,行到橋中間時,突然驚天動地一聲巨響,鐵橋從中斷裂,掉落河中,士自兵從們揭也示紛了紛毀墜橋入的急原流因。后,各國軍隊規(guī)定,過橋時不用整齊的步伐走,而用不整齊的碎步走,以避免共振的發(fā)生.1906年的一天,一隊俄國騎兵齊步通過彼得堡封塔克河上的愛紀畢特橋,突然大橋斷裂.原來是士兵們整步走的頻率與橋的頻率一致,引起了橋的共振。第4頁/共20頁11/13/20212

3、.5 機械中的振動力學1940年11月7日,美國華盛頓州的Tacoma懸索大橋在19m/s的風速下坍塌。板式加強梁改為桁架式加強梁!對柔性結構在風作用下的動力響應認識不夠。第5頁/共20頁11/13/20212.5 機械中的振動力學第6頁/共20頁11/13/20212.5 機械中的振動力學CRTS型板式軌道系統(tǒng)高速鐵路的振動第7頁/共20頁11/13/20212.5 機械中的振動力學 要達到高速鐵路軌道高平順性,必須滿足以下條件:1路基設計和施工必須滿足路基的工后沉降小、不均勻沉降小,在動力作用下變形小、穩(wěn)定性高等要求。高平順性、高穩(wěn)定性的路基是確保軌道高平順性的前提條件。2橋梁的動撓度等變

4、形必須滿足高平順的要求。3道床必須選用硬質、耐磨的道碴,并在鋪枕前整平壓實。近十多年來國外重載、高速鐵路均已采用。4嚴格控制軌道的初始不平順。第8頁/共20頁11/13/20212.5 機械中的振動力學轉子系統(tǒng)的振動抑制方法轉子系統(tǒng)是汽輪機、發(fā)電機、電動機、車床和內燃機等旋轉機械的關鍵結構,改善轉子系統(tǒng)運行的平穩(wěn)性是振動力學的核心。其關鍵因素是轉子的平衡,尤其是動平衡。第9頁/共20頁11/13/20212.5 機械中的振動力學如果轉子質量分布均勻,制造安裝無誤,則運轉平衡。理想狀況下,旋轉與不旋轉是對軸承都只有靜壓力。根據轉子慣性力系簡化結果確定在校正平面上的適當位置加重或去重。剛性轉子平衡

5、的充分必要條件是慣性力系向任一點簡化的主矢與主矩都為零第10頁/共20頁11/13/20212.5 機械中的振動力學 不平衡的原因轉子機械損傷污染物堆積軸彎曲軸孔偏離中心風扇機械損傷污染物堆積軸孔偏離中心齒輪機械損傷軸孔偏離中心第11頁/共20頁11/13/20212.5 機械中的振動力學 不平衡的原因滑輪/槽輪機械損傷瑣絲太大軸孔偏離中心飛輪機械損傷偏心孔軸孔偏離中心軸軸彎曲不規(guī)則加工第12頁/共20頁11/13/20212.5 機械中的振動力學 不平衡的原因葉輪機械損傷腐蝕聯軸器機械損傷軸孔偏離中心電氣繞組銅線分布不均第13頁/共20頁11/13/20212.5 機械中的振動力學不平衡的原因鑄造缺陷 熱膨脹由于每個部件熱膨脹率不同影響轉子平衡軸孔太大第14頁/共20頁11/13/2021離心力作用下軸的變形如果驅動頻率無限接近系統(tǒng)橫向振動固有頻率,撓度會無窮大。柔性轉子的運轉與剛性轉子有本質差異。工作轉速低于一階臨界轉速0.5倍的轉子,可簡化為剛性轉子;工作轉速高于一階臨界轉速0.7倍的轉子,視為柔性轉子。300 MW汽輪發(fā)電機組轉子模型第15頁/共20頁11/13/20212.5 機械中的振動力學 機械振動的控制第16頁/共20頁11/13/20212.5 機械中的振動力學 汽車的減振系統(tǒng)示意圖第17頁/共20頁11/13/20212.

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