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简谐运动和机械振动区别

简谐运动和机械振动区别

2023-11-03 15:05835浏览

1、运动性质不同。机械振动是物体或质点在其平衡位置附近所作有规律的往复运动;简谐振动是物体在与位移成正比的恢复力作用下,在其平衡位置附近按正弦规律作往复的运动。

2、表达式不同。机械振动为x(t)=Acosωt,式中A为振幅,即偏离平衡位置的最大值,亦即振动位移的最大值;t为时间;ω为圆频率(正弦量频率的2π倍)。简谐振动:x=Ae^(-nt)sin(wt+θ)式中A为位移x的最大值,称为振幅,它表示振动的强度;ωn表示每秒中的振动的幅角增量,称为角频率,也称圆频率。

什么是简谐运动

简谐运动是最基本也最简单的机械振动。当某物体进行简谐运动时,物体所受的力跟位移成正比,并且总是指向平衡位置。它是一种由自身系统性质决定的周期性运动(如单摆运动和弹簧振子运动)。

根据该运动方程式,我们可以说位移是时间t的正弦或余弦函数的运动是简谐运动。简谐运动的数学模型是一个线性常系数常微分方程,这样的振动系统称为线性系统。线性系统是振动系统最简单最普遍的数学模型。但一般情况下,线性系统只是振动系统在小振幅条件下的近似模型。

什么是机械振动

机械振动是指物体或质点在其平衡位置附近所作有规律的往复运动。振动的强弱用振动量来衡量,振动量可以是振动体的位移、速度或加速度。

振动的强弱用振动量来衡量,振动量可以是振动体的位移、速度或加速度。振动量如果超过允许范围,机械设备将产生较大的动载荷和噪声,从而影响其工作性能和使用寿命,严重时会导致零、部件的早期失效。

例如,透平叶片因振动而产生的断裂,可以引起严重事故。由于现代机械结构日益复杂,运动速度日益提高,振动的危害更为突出。反之,利用振动原理工作的机械设备,则应能产生预期的振动。在机械工程领域中,除固体振动外还有流体振动,以及固体和流体耦合的振动。空气压缩机的喘振,就是一种流体振动。

机械振动的分类

1、自由振动

给系统一定的能量后,系统所产生的振动。若系统无阻尼,则系统维持等幅振动;若系统有阻尼,则系统为衰减振动。

自由振动产生的原因主要与外界环境有很大关系,外界环境的影响会导致切削力发生突然性的变化。它所产生的冲击力对于整个系统的平衡有很大的影响,从而产生自由振动。

2、受迫振动

元件或系统的振动是由周期变化的外力作用所引起的,如不平衡、不对中所引起的振动。这种振动会在一定时间内保持固定的振幅,因此,这种振动对于加工产生的影响也很严重。

3、自激振动

在没有外力作用下,只是由于系统自身的原因所产生的激励而引起的振动,如油膜振荡、喘振等。

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