【正版书籍】机械振动

第1章振动基础知识

1.1振动研究的基本内容和方法

振动泛指物体在某一位置附近的往复运动。这里的物体既可以是飞机、车辆、船舶和建筑等大型宏观物体，也可以是微粒、分子、原子和光子之类的微观物质。本书着重研究机械或结构在静平衡位置附近微小的来回运动，这种往复运动通常称为机械振动，简称振动。机械振动是一种常见的力学现象，任何物体只要有惯性和弹性，在激励作用下就会发生振动。

引起机械或结构振动的原因是各种各样的，例如旋转机械转动质量的不平衡分布，传动装置中齿轮加工误差，轴承的缺陷和不良润滑等都会引起机器的振动；汽车在不平路面上行驶会导致车身振动，车辆通过桥梁时会使桥梁结构产生振动；飞机与空气作用、海浪与船舶作用都可以导致飞机与船舶结构的振动；大桥或高层建筑在地震波和风的作用下同样会产生振动。对于多数机器和结构来说，振动带来的是不良后果。振动会降低机器的使用性能，如机床振动会降低工件的加工精度，测量仪器在振动环境中无法正常使用，起重机振动使货物装卸或设备吊装发生困难。由于振动，机器和结构会受到反复作用的动载荷，这将降低机器和结构的使用寿命，甚至导致灾难性的破坏性事故。如大桥因共振而毁坏，烟囱因风致振动而倒塌，汽轮机轴因振动而断裂，飞机因颤振而坠落等。虽属罕见，但都有记录。1940年美国华盛顿州Tacoma海峡大桥通车仅四个月就因为8级大风引起颤振而坍塌（图1-1)。此外，机器和结构振动往往伴随着噪声，这是由于振动在机器或结构中传播时会辐射声音，从而形成噪声。振动和噪声对环境造成影响，严重时可以损害人体健康。振动传递给人体，除了引起不适，还会影响操作人员对机器或设备的操控，降低工作效率。人如果较长时间暴露于振动噪声环境中，会感到身心疲惫；振动噪声严重超标时将损害人的听力和运动机能。

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