又由于小球有质量而具有惯性,要保持小球的原来运动 状态,即在小球运动到平衡位置时,表现为要越过平衡位 继续运动。所以,在恢复力和惯性两个因素交替作用下,使 单摆一直振动下去,这就是单摆振动的原因,也是其他相类 似物体振动的原因。
二、振动系统 我们研究各种工程振动问题的对象是振动系统 振动学研究的中心问题:就是振动系统、它所受 的各种激励及所产生的响应这三者之间的关系。 为了研究实际机械系统诸如火力发电厂内的各种 水泵、送引风机及汽轮发电机组等的振动特性,我 们要用尽量简单的物理模型来表征它们,这类物理 模型则称为振动系统。
一长度为A直线OP,由水平位置开始,以等角速度ω绕 O点转动,在任一瞬时t, OP在y轴的投影为
振动理论中把ω 称为圆频率。
如果图8-4所示的振动,在开始时质点P不在静平衡位置, 则其位移表达式将具有一般形式 (8-4) 式中 ω t+ φ——振动相位; φ——初相位,表示质点的初始位置。 简谐振动的速度和加速度只要对位移表达式(8-4)求一阶和 二阶导数即得 (8-5) (8-6)
构成这种振动系统力学模型的基本要素是惯性、 复原性和阻尼。
惯性:就是使物体目前的运动状态持续下去的作用。 复原性:就是使物体的位置回到平横状态的作用。 阻尼:就是阻碍物体的阻抗作用。
上述由惯性、复原性、阻尼等要素构成的系统,是 在外部激励的作用下发生振动。 振动系统对激励的反应称为响应。
振动学就是研究给定系统对激励的响应。
第五节 单自由度系统的强迫振动。当系统受到一个 周期性变化的外力作用时,振动便持续进行。 这种周期性变化的力称为干扰力,由于扰 力所引起的振动称为强迫振动。 在运行的汽轮发电机组上所发生的振动绝 大多数是强迫振动。激振力主要来源于转子的 质量偏心、轴弯曲或不圆度过大所产生的不平 衡离心力。 振动频率与激振力的频率相同。