振動的原理及應(yīng)用到機(jī)械中

            振動盤簡諧振動可以看作勻速圓周運(yùn)動沿正交（就是互相垂直）的兩個方向進(jìn)行分解（就是投影），振動盤其中任意一個方向的運(yùn)動，都是簡諧振動。由此可知，簡諧振動比勻速圓周運(yùn)動復(fù)雜得多。 　　拋體運(yùn)動則可以分解為：正交的一個勻速直線運(yùn)動和另一個勻變速直線運(yùn)動，所以，拋體運(yùn)動比勻變速直線運(yùn)動復(fù)雜得多。 　　
            振動盤在勻速圓周運(yùn)動作正交分解[1]的過程中，原來大小不變的向心力，變成大小和方向都作周期性變化的回復(fù)力。簡諧振動已經(jīng)夠復(fù)雜了。所以，振動就定量研究到簡諧振動為止。 　　然而，通常我們遇到的振動的微觀情況，都要比簡諧振動復(fù)雜得多。所以，研究簡諧振動過渡到研究振動、熱振動等，需要洞察力、想象力和抽象思維、邏輯推理等能力。特點(diǎn)　　簡諧振動的特點(diǎn)是：      1，有一個平衡位置（機(jī)械能耗盡之后，振子應(yīng)該靜止的其中位置）。2，有一個大小和方向都作周期性變化的回復(fù)力的作用。3，頻率單一、振幅不變。 　　振子就是對振動物體的抽象：忽略物體的形狀和大小，用質(zhì)點(diǎn)代替物體進(jìn)行研究。這個代替振動物體的質(zhì)點(diǎn)，就叫做振子。 　　振子在某一時刻所處的位置，用位移x表示。位移x就是以平衡位置為參照物（基點(diǎn)――基準(zhǔn)點(diǎn)），得到的"振子在某一時刻所處的位置"的距離和方向。 　　我們對勻變速直線運(yùn)動和拋體運(yùn)動進(jìn)行研究時，基準(zhǔn)點(diǎn)選擇在運(yùn)動的始點(diǎn)。振動盤我們對勻速圓周運(yùn)動和簡諧振動研究時，基準(zhǔn)點(diǎn)選擇在圓心或平衡位置（不動的點(diǎn)）。 　　
      參照物本來就應(yīng)該是在研究過程中保持靜止（或假定為靜止）的點(diǎn)，我們的物理思路，就是"從確定的量、不變的量出發(fā)進(jìn)行研究"。 　　確定的量和不變的量有本質(zhì)的區(qū)別，在對勻變速直線運(yùn)動和拋體運(yùn)動進(jìn)行研究時，基準(zhǔn)點(diǎn)選擇在運(yùn)動的始點(diǎn)。這是確定的量，卻不一定是不變的量。特別在我們進(jìn)行分段研究時，每一階段的終點(diǎn)，就是下一階段的始點(diǎn)。我們選擇運(yùn)動的始點(diǎn)為基準(zhǔn)點(diǎn)，可以簡化研究過程，這是服從于物理研究的"化繁為簡"的原則，因此，不惜在不同的研究階段，選擇不同的基準(zhǔn)點(diǎn)。 　　
      在研究勻速圓周運(yùn)動和簡諧振動時，由于宏觀上的周期性和微觀上的拓樸性，振動盤問題很復(fù)雜，所以不能選運(yùn)動的始點(diǎn)，作基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行研究，而要選擇確定而且不變的圓心或者平衡位置，作基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行研究，也是服從于物理研究的"化繁為簡"的原則。 　　在簡諧振動中，振幅A就是位移x的較大值，這是一個不變的量。 　　
      振子從某一狀態(tài)（位置和速度）回到該狀態(tài)所需要的較短時間，叫做一個周期T。振子在一個周期中的振動，叫做一個全振動。振子在一秒鐘內(nèi)的全振動的"次數(shù)"，叫做頻率f。 　　周期T就是一次全振動的時間，頻率f是一秒鐘內(nèi)全振動的次數(shù)，所以，Tf＝1（四式等價的公式1） 　　圓頻率ω（讀作[oumiga]）是一秒鐘對應(yīng)的圓心角。一次全振動對應(yīng)的圓心角就是2π（即360度）。這是借用了勻速圓周運(yùn)動的概念。振動盤在勻速圓周運(yùn)動中，ω叫做角速度。當(dāng)勻速圓周運(yùn)動正交分解為簡諧振動時，角速度就轉(zhuǎn)化為圓頻率。（也有人把圓頻率叫做角頻率的） 　　顯然，ω＝2πf（四式等價的公式3），（每秒全振動次數(shù)對應(yīng)的角度） 　　ωT＝2π（四式等價的公式2）（每個全振動對應(yīng)的角度） 　　較后，定義每分鐘全振動的次數(shù)為"轉(zhuǎn)速n"，顯然，n＝60f（四式等價的公式4） 　　T、f、ω、n這四個量中，知道一個，其它三個就是已知的，所以這四個互相轉(zhuǎn)化的公式，叫做"四式等價"。 　　
          只要物體作周期性的往復(fù)運(yùn)動，就是振動。比如拍皮球，其v－t圖對應(yīng)于電工學(xué)中的鋸齒波，所以也是振動。有人說："拍皮球沒有平衡位置，或者平衡位置不在運(yùn)動的對稱中心，所以不能算振動"。這樣說的人，電工學(xué)肯定沒有學(xué)好。 　　有一個數(shù)學(xué)分枝，叫做富立葉積分，它可以把任何振動，分解為若干個簡諧振動。這些簡諧振動的頻率，就是原始振動的整數(shù)倍，原始振動的主頻率（基音），振動盤就是這些簡諧振動的較小頻率。 　　其它倍頻（泛音），振幅都比基音小得多。所以，這就構(gòu)成非簡諧振動的"音品"的概念。 　　
          人耳分辨發(fā)聲體的過程，就是自發(fā)地、自動化地、本能地使用富立葉積分的過程，非常巧妙。 　由于聲音的頻率由聲源決定，所以，無論聲波如何傳播到我們的耳朵，我們照樣準(zhǔn)確地辯認(rèn)出發(fā)聲體的特色。
           廣義上的振動　　從廣義上說振動是指描述系統(tǒng)狀態(tài)的參量（如位移、電壓）在其基準(zhǔn)值上下交替變化的過程。振動盤狹義的指機(jī)械振動，即力學(xué)系統(tǒng)中的振動。電磁振動習(xí)慣上稱為振蕩。力學(xué)系統(tǒng)能維持振動，必須具有彈性和慣性。由于彈性，系統(tǒng)偏離其平衡位置時，會產(chǎn)生回復(fù)力，促使系統(tǒng)返回原來位置；由于慣性，系統(tǒng)在返回平衡位置的過程中積累了動能，從而使系統(tǒng)越過平衡位置向另一側(cè)運(yùn)動。正是由于彈性和慣性的相互影響，才振動盤造成系統(tǒng)的振動。按系統(tǒng)運(yùn)動自由度分，有單自由度系統(tǒng)振動（如鐘擺的振動）和多自由度系統(tǒng)振動。振動盤有限多自由度系統(tǒng)與離散系統(tǒng)相對應(yīng)，其振動由常微分方程描述；無限多自由度系統(tǒng)與連續(xù)系統(tǒng)（如桿、梁、板、殼等）相對應(yīng)，其振動由偏微分方程描述。方程中不顯含時間的系統(tǒng)稱自治系統(tǒng)；顯含時間的稱非自治系統(tǒng)。按系統(tǒng)受力情況分，有自由振動、衰減振動和受迫振動。按彈性力和阻尼力性質(zhì)分，有線性振動和非線性振動。振動又可分為確定性振動和隨機(jī)振動，后者無確定性規(guī)律，如車輛行進(jìn)中的顛簸。振動是自然界和工程界常見的現(xiàn)象。振動的消極方面是：影響儀器設(shè)備功能，降低機(jī)械設(shè)備的工作精度，加劇構(gòu)件磨損，甚至引起結(jié)構(gòu)疲勞破壞；振動的積極方面是：有許多需利用振動的設(shè)備和工藝（如振動傳輸、振動研磨、振動沉樁等）。振動分析的基本任務(wù)是討論系統(tǒng)的激勵（即輸入，指系統(tǒng)的外來擾動，又稱干擾）、響應(yīng)（即輸出，指系統(tǒng)受激勵后的反應(yīng)）和系統(tǒng)動態(tài)特性（或物理參數(shù)）三者之間的關(guān)系。20世紀(jì)60年代以后，計(jì)算機(jī)和振動測試技術(shù)的重大進(jìn)展，為綜合利用分析、實(shí)驗(yàn)和計(jì)算方法解決振動問題開拓了廣闊的前景。
           [編輯本段]機(jī)械振動定義　　機(jī)械振動是物體(或物體的一部分)在平衡位置（物體靜止時的位置）振動盤附近作的往復(fù)運(yùn)動。可分為 自由振動、 受迫振動。又可分為 無阻尼振動與 阻尼振動。 　　   常見的簡諧運(yùn)動有彈簧振子模型、單擺模型等。振動在機(jī)械行業(yè)中的應(yīng)用　　振動盤振動在機(jī)械中的應(yīng)用非常普遍,例如在振動篩分行業(yè)中基本原理系借電機(jī)軸上下端所安裝的重錘（不平蘅重錘），將電機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)樗?、垂直、傾斜的三次元運(yùn)動，再把這個運(yùn)動傳達(dá)給篩面。若改變上下部的重錘的相位角可改變原料的行進(jìn)方向。