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        淺談機械振動在機械工業中的危害與應用

        發布者:海安縣萬力鑄造有限公司    發布時間:2018-01-02 13:35:00

            本文對機械振動的含義、類型、組成要素、研究內容及其危害與應用進行了闡述。機械振動廣泛存在于機械運動中,它對于我們既有有利的一面,同時,也有著有害的一面。對于有利部分我們要加以利用,對于有害部分我們要加以避免。

          1 機械振動

          機械振動是一種特殊形式的運動,在這種運動過程中,機械系統將圍繞平衡位置作往復運動。

          從運動學觀點看,機械振動就是機械系統的位移、速度與加速度在某一數值附近隨時間 的變化關系。如果這種關系是確定的,那么我們可以用函數關系表示為

          機械振動學是在力學模型的基礎上,應用數學分析、實驗測量和數值計算等方法研究結構振動的一般規律,解決實踐中的振動問題,它是材料力學在動力學方面的擴展。

          2 機械振動的類型

          根據研究側重點的不同,可以從不同角度對振動現象進行分類。

          按系統的輸入(激勵)類型分為三種:自由振動、強迫振動、自激振動。按系統的輸出(響應)或者振動規律分為四種:簡諧振動、周期性振動、瞬態振動、隨機振動。按系統的自由度分為三種:單自由度系統的振動、多自由度系統的振動。按描述系統的微分方程可分為二種:線性振動、非線性振動。

          3振動系統的組成要素

          3.1 質量

          在力學模型中,質量被抽象為不變形的剛體。根據牛頓第二運動定律,若對質量作用一力 ,則此力與質量在與 相同方向獲得的加速度 成正比。表示為

          3.2 彈性

          在力學模型中,彈簧被抽象為無質量而具有線性彈性的元件。彈性元件在振動系統中提供使系統恢復到平衡位置的彈性力,又稱恢復力?;謴土εc彈性元件兩端的相對位移的大小成正比。

          3.3 阻尼

          在力學模型中,阻尼器被抽象為無質量而具有線性阻尼系數的元件。在振動系統中,阻尼元件提供系統運動的阻尼力,其大小與阻尼器兩端相對速度成正比

          4 機械振動的研究內容

          隨著機械工業和科學技術的發展,產品愈加復雜化,精度要求更高,性能要求更加穩定與高效,因此,振動問題已經成為必須解決的重要課題。

          機械振動常見的主要內容是:提高機械系統的抗振能力,防止系統發生共振的方法,避免系統發生自振,減振與隔振,噪聲控制等等。

          5 機械振動的危害與應用

          機械振動在機械行業既有有利的一面,同時,也有著有害的一面。對于有利的一面,我們要予以利用;對于對人類有害的部分,我們要盡量減小,甚至避免。

          在機械工業和其它工業部門存在著難以計數的有害振動問題,這些問題常會引起巨大的損失,給人類的生產、生活帶來難以想象的問題。以振動工程的理論、技術和方法來研究與解決這些問題,是當務之急。

          當振動量超過允許的范圍,振動會加劇,影響機器零件的工作性能,使機器的零部件產生附加動載荷,減小零件的壽命。

          對于大型、高速回轉的機械,因動態失穩而造成的重大惡性事故,已經發生數次。大型發電機機組由于急劇上升的振動可在幾十秒鐘之造成徹底解體,造成大量損失。甚至國外某些核電站發生事故就是由于這種原因造成的。

          在生產制造過程中,由于機械振動現象的存在,使生產出來的產品無法達到所要求的精度,造成大量的經濟損失。

          大型工程結構因振動而引起的事故也時有發生。歷史上發生過由于正步行進造成共振現象使橋發生坍塌現象。近代還發生過大型橋梁或冷卻塔因“風激振動”而斷裂、倒塌的事故。油輪由于在海上發生振動造成船體斷裂,究其原因,也是機械振動問題所致。

          此外,由于機械振動所產生的噪音也會對人的身心健康造成極大的影響。事實上,可以說振動問題普遍地存在于工業生產和工程的各個領域??茖W技術發展到今天,對許多工程項目來說,振動分析與控制,已經是一個項目成功與否的重要因素。

          同時,機械振動又有著有利的一面,大家日常聽到的音樂就是各種樂器振動所產生的。工程中利用振動原理設計出了許多振動機械,例如振動輸送機、振動打樁機、振動篩分機、振動機床、振動造型機等等。

          5 結語

          機械振動問題廣泛存在于機械工業領域。它所造成的危害是我們必須解決的問題,因此,機械振動的控制與研究已經成為整個行業必須重視的問題。與此同時,機械振動也有著對人類有用的一面,人類利用機械振動可以完成不同的工藝過程。因此,機械振動是一把雙刃劍,對于有益的方面,我們加以利用,而對于危害我們日常生活的方面,我們要盡量加以避免。

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