振动
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振动基础必学知识点
以下是振动基础必学的知识点:
1. 振动的定义:振动是物体围绕某个平衡位置来回周期性地运动。
2. 振动的周期和频率:振动的周期是振动一个完整循环所需要的时间,单位是秒;频率是单位时间内振动的次数,单位是赫兹。
它们之间有
以下关系:频率 = 1/周期。
3. 振动的幅度:振动的幅度是指物体离开平衡位置的最大距离。
4. 简谐振动:简谐振动是指物体在没有阻力的情况下,围绕平衡位置
做匀速往复运动的振动。
简谐振动的特点是周期恒定、频率固定且幅
度不断变化。
5. 谐振:谐振是指当外力作用频率与物体固有频率相同时,物体容易
发生共振现象,振幅会明显增大的现象。
6. 弹簧振子:弹簧振子是指一个质点通过与弹簧连接,形成一个可以
进行振动的系统。
弹簧振子的运动方程可以用简谐振动的方程表示。
7. 摆钟:摆钟是指一个由质点与一个固定的绳或杆连接,形成可以进
行振动的系统。
摆钟的运动方程可以用简谐振动的方程表示。
8. 声音的传播和振动:声音是由物体的振动引起的机械波。
声音的传
播需要介质的存在,并且介质中的分子通过相互振动来传递能量。
9. 波动的特征:波动的特征包括传播速度、波长、频率和振幅。
10. 波的类型:根据波动传播介质的性质,波可以分为机械波和电磁波两种类型。
以上是振动基础必学的知识点,掌握这些知识可以帮助理解振动和波动以及它们在不同物理现象中的应用。
振动监测参数及标准
振动监测参数主要包括振动的振幅、频率、相位、振动速度、振动加速度、振动位移等。
1. 振幅:振幅是指振动的最大偏离量,通常用峰值或峰-峰值
表示。
2. 频率:频率是指振动的周期性重复次数,通常以赫兹(Hz)表示。
3. 相位:相位是指振动波形相对于特定参考点的时间偏移角度或时间延迟量。
4. 振动速度:振动速度是指振动物体通过空气、液体或固体传导的振动能量的速度。
5. 振动加速度:振动加速度是指振动物体加速度的大小,通常以米每秒平方(m/s^2)表示。
6. 振动位移:振动位移是指物体振动时从平衡位置到最大偏移的距离。
振动监测的标准通常采用国家或行业制定的振动监测标准,例如ISO10816标准。
该标准将振动级别划分为四个等级:I级
表示良好状态,II级表示可接受状态,III级表示存在问题或
需要进行进一步检查,IV级表示严重故障。
除ISO10816标准外,还有许多其他振动监测标准,如API 670、VDI 2056和ASME PTC 19.3等。
这些标准通常根据不
同的应用领域和设备类型提供了不同的振动限制值和评估方法。
振动的危害与评价振动是指物体在其平衡位置附近做来回运动的现象。
在我们的日常生活中,振动是无处不在的,例如机器运转、车辆行驶、音乐演奏等等。
虽然振动对于一些应用有着积极的作用,但长期接触或过度暴露于某些形式的振动可能会对人体健康产生危害。
本文将从生物效应、工作环境、危害评价等方面对振动的危害进行详细阐述,并提出相应的评价方法。
一、振动的生物效应1. 体感效应人体对振动的感受受到不同频率、振幅和方向的影响。
频率低的振动通常引起人体颤抖,而高频振动则可能引起头晕、恶心等不适症状。
振动的强度、频率和方向也可能影响到人体的平衡感和运动协调能力。
2. 器官损伤长期接触高强度振动可能会对人体的内脏器官造成损伤。
例如,长期驾驶重型机械设备的人员可能会出现骨质疏松、肌肉损伤等问题。
此外,高强度振动还可能对某些特定的器官和系统产生刺激和压力,如对视觉、听觉和平衡感官的影响。
3. 精神状态长期接受强烈振动刺激可能会对人们的精神状态产生影响。
研究表明,过度暴露于振动会增加人们的情绪波动和疲劳感,从而对生活质量和工作效率产生负面影响。
二、工作环境中的振动危害1. 噪音振动通常伴随着噪音。
噪音是由振动产生的机械能传导到周围介质(如空气、固体等)中而引起的声波振动。
高强度噪音会造成听力损伤和耳聋,并可能引起其他健康问题,如失眠、心血管疾病等。
2. 肌肉骨骼疾病长期接触振动的工作环境可能对肌肉骨骼系统产生压力,导致各种疾病和损伤。
振动引起的震动会传导到骨骼和关节,导致肌肉疲劳、关节疼痛、腱鞘炎等问题。
长期的震颤也可能导致慢性损伤,如振动白指病。
3. 消化系统问题一些工作环境中的强烈振动可能会对消化系统产生影响。
长期接触振动可能导致胃肠功能紊乱、食欲减退等问题。
振动对消化器官的刺激还可能导致胃酸过多,从而导致消化不良、溃疡等问题。
三、振动危害评价为了评估工作环境中的振动对人体健康的危害程度,可以采用以下方法对振动进行评价。
1. 振动暴露评估振动暴露评估是对工作环境中的振动暴露情况进行量化和记录的过程。
振动的原理
- 振动的定义:振动是指物体在固定点周围做往复运动的现象。
- 振动的分类:振动可以分为机械振动、电磁振动、声波振动、光波振动等多种类型。
- 振动的原理:振动的原理是物体在受到外力作用后,会发生弹性形变,当外力消失时,物体会恢复原状,这种反复弹性形变的过程就是振动。
- 振动的特点:振动具有周期性、往复性、固有频率等特点,可以通过振幅、频率、周期等参数来描述。
- 振动的应用:振动在生活中有着广泛的应用,例如钟表的摆动、汽车的发动机震动、手机的震动提示等。
- 振动的危害:长期暴露在高频振动环境中会导致人体疲劳、神经系统受损、骨骼肌肉疲劳等问题,需要采取相应的防护措施。
- 振动的控制:为了减少振动的危害,需要采取控制措施,例如振动隔离、减振、降噪等方法。
- 振动的研究:振动是物理学、工程学等领域的重要研究对象,相关理论和技术的发展对于现代科技的进步有着重要的贡献。
- 振动的未来:随着科技的不断发展,振动的应用和研究也将不断拓展,为人类创造更加美好的未来。
振动的危害及预防振动是一种常见的物理现象,它可以是机械振动、声学振动或结构振动等。
在日常生活和工作中,我们经常会接触到各种振动环境。
然而,长时间暴露于高强度振动环境中可能会对人体健康产生危害。
本文将探讨振动的危害及预防措施。
振动对人体健康的危害主要有以下几个方面:1. 骨骼与关节:长期接触强烈振动可能导致骨骼和关节的损伤。
振动会增加骨骼和关节的负荷,使它们暴露在过大的力和压力下,导致骨折、关节炎和脊椎病等疾病。
2. 血液和循环系统:强烈的振动会对人体的血液和循环系统造成影响。
长期接触高强度振动可能导致血液循环不畅,增加心脏负荷,引发高血压和心脏病等健康问题。
3. 呼吸系统:振动还可能对呼吸系统造成影响。
高强度振动会引起呼吸困难、气管痉挛和肺功能退化等症状,严重时可能导致气道疾病和呼吸衰竭。
4. 神经系统:长期接触高强度振动可能对神经系统造成损伤。
振动会影响神经的正常传导,导致神经炎症、颤抖和感觉异常等症状。
为了预防振动危害,我们可以采取以下几种措施:1. 控制振动源:减少或消除振动源是预防振动危害的最有效方法之一。
可以采用隔振措施、提高设备的平稳性、进行振动消除等方法来减少振动源对人体的影响。
2. 使用个体防护装备:对于高强度振动环境,应使用适当的个体防护装备。
例如,可以戴上防护耳罩、眼镜和手套等来降低振动对身体的直接接触。
3. 进行工作坐姿调整:合理的工作坐姿调整有助于减少振动对身体的影响。
坐姿应保持舒适,脊柱和关节应保持稳定,减少振动对骨骼和关节的冲击。
4. 加强工作环境管理:在振动环境中,应加强工作环境的管理,如增加隔音、隔振设备,保持设备的定期维护和检修等。
5. 定期体检和健康监测:长期接触高强度振动的工作者应定期进行体检和健康监测,及时发现和处理与振动相关的健康问题。
总之,振动对人体健康有一定的危害,特别是长期接触高强度振动环境的人。
通过控制振动源、使用个体防护装备、调整工作坐姿、加强工作环境管理和定期体检等措施,可以有效预防振动危害,并保护人体健康。
振动在医学上的应用
振动在医学上的应用非常广泛,可以用于治疗各种疾病和症状。
以下是具体应用:
1. 物理疗法:振动可以用于物理疗法,如振动按摩,可以缓解肌肉疼痛、增加血液循环和舒缓紧张。
2. 骨科手术:振动在骨科手术中可以用来切割骨头,例如在关节置换手术中,医生可以使用振动器来切割骨头而不影响周围的软组织。
3. 牙科:振动可以帮助去除牙石和牙菌斑,使牙齿更加干净。
同时,振动也可以用于牙齿根管治疗,通过振动帮助医生更好地清除根管内的细菌。
4. 癌症治疗:振动可以通过破坏癌细胞的细胞壁,从而促进癌细胞的死亡。
此外,振动还可以用于帮助定位肿瘤,以便更好地进行手术或放疗治疗。
5. 耳鸣治疗:振动可以帮助改善耳鸣的症状,尤其是那些由内耳问题引起的耳鸣症状。
振动可以刺激听觉神经,从而改善听力。
总之,振动在医学上的应用是非常广泛和重要的,可以帮助医生更好地治疗和管理各种疾病和症状。
- 1 -。
高中物理振动振动是高中物理中一个非常重要的概念,是许多自然现象和科学原理的基础。
振动在我们周围随处可见,比如钟摆的摆动、弹簧的震动、声音的传播等都与振动有关。
本文将从振动的定义、特点、分类以及在生活中的应用等方面进行详细的介绍。
一、振动的定义振动是指物体围绕平衡位置周期性地作往复运动,即物体由平衡位置向一个方向运动,再返回原来的平衡位置,如此反复。
在振动过程中,物体的能量在弹性介质中传播,经历一系列周期性的变化。
二、振动的特点1.周期性:振动是指物体围绕平衡位置做周期性的运动。
这一周期性运动可以很规律,也可以呈现出复杂的特征。
2.振幅:振幅是指振动物体偏离平衡位置的最大距离,它决定了振动的幅度大小。
3.频率:频率是指单位时间内振动的次数,通常用赫兹(Hz)作为单位,不同的振动系统有不同的频率。
4.波长:波长是指相邻两个振动周期之间的距离,它与频率和振动速度有关。
三、振动的分类根据振动的性质和特点,振动可以分为机械振动和电磁振动两种。
1.机械振动:机械振动是指由机械系统产生的振动,比如弹簧振子、声音波动等都属于机械振动。
2.电磁振动:电磁振动是指由电磁系统产生的振动,比如光波的传播、无线电波的发射等都属于电磁振动。
四、振动在生活中的应用振动在生活中有着广泛的应用,不仅在物理学领域有着重要意义,还在其他领域产生了深远的影响。
1.医学领域:超声波成像技术利用声波的振动原理,可以用于医学诊断和治疗。
2.工程领域:震动台可以模拟地震等自然灾害,用于建筑物的抗震设计和测试。
3.交通领域:振动感应器可以用于检测车辆的振动状态,保障交通安全和车辆性能。
4.通信领域:光纤通信系统利用光的电磁振动实现信号的传输,具有高速和稳定的优势。
综上所述,振动是一种周期性的运动形式,具有广泛的应用价值。
通过学习振动的原理和特点,不仅可以更好地理解自然界中的现象,还可以为科学技术的发展和生活的改善提供基础支持。
希望本文对读者有所帮助,让大家对振动有更深入的认识和理解。
基本概念和基础知识一、常见的工程物理量力、压力、应力、应变、位移、速度、加速度、转速等(一)力:力是物体间的相互作用,是一个广义的概念。
物体承受的力可以有加载力,也可以有动态力,我们常测试的力主要是动态力,即给结构施加力,激发结构的某些特性,便于测试了解其结构特性,如模态试验用的力锤。
(二)应力应变:材料或构件在单位截面上所承受的垂直作用力称为应力。
在外力作用下,单位长度材料的伸长量或缩短量,称为应变量。
在一定的应力范围(弹性形变)内,材料的应力与应变量成正比,它们的比例常数称为弹性模量或弹性系数。
(三)振动位移:位移就是质量块运动的总的距离,也就是说当质量块振动时,位移就是质量块上、下运动有多远。
位移的单位可以用µm 表示。
进一步可以从振动位移的时间波形推出振动的速度和加速度值。
可以是静态位移,可以是动态位移。
通常我们测试的都是动态位移量。
有角位移、线位移等。
(四)振动速度:质量块在振荡过程中运动快慢的度量。
质量块在运动波形的上部和下部极限位置时,其速度为0,这是因为质量块在这两点处,在它改变运动方向之前,必须停下来。
质量块的振动速度在平衡位置处达到最大值,在此点处质量块已经加速到最大值,在此点以后质量块开始减速运动。
振动速度的单位是用mm/s来表示。
(五)振动加速度:被定义为振动速度的变化率,其单位是用有多少个m/s2 或g来表示。
由下图可见加速度最大值处是速度值最小值的地方,在这些点处质量块由减速到停止然后再开始加速。
(六)转速:旋转机械的转动速度(七)简谐振动及振动三要素振动是一种运动形式――往复运动d=Dsin(2πt/T+Φ)D――振动的最大值,称为振幅T――振动周期,完成一次全振动所需要的时间f――单位时间内振动的次数,即周期的倒数为振动频率,f =1/T (Hz)(1)频率f 又可用角频率来表示,即ω=2π/T (rad/s)ω和f的关系为ω=2πf (rad/s)(2)f =ω/2π(Hz)(3)将式(1)、(2)、(3)代入式可得d =D sin(ωt+Φ)=Dsin(2πft+Φ)可以用正玄或余玄函数描述的振动过程称之为简谐振动振动三要素:振幅D、频率f和相位Φ(八)、表示振动的参数:位移、速度、加速度振动位移: d = DsinωtDπ)振动速度:v = Dωcosωt =Vsin(ωt +2V= Dω振动加速度:a = -Dω2sinωt =Asin(ωt +π)A=-Dω2(九)振动三要素在工程振动中的意义1、振幅○振幅~物体动态运动或振动的幅度。
振动在医学上的应用
振动在医学上被广泛应用,可以通过不同的方式产生振动,例如机械振动、声波振动、电磁振动等。
医学上的振动应用包括以下几个方面:
1. 物理治疗:通过机械振动、声波振动等方式,对患者进行物理治疗,能够改善肌肉僵硬、疼痛、关节炎等症状。
2. 超声诊断:利用声波振动原理,对人体进行超声诊断,能够检测到许多疾病,如肝脏病变、胰腺炎等。
3. 超声手术:通过声波振动原理,对患者进行手术,能够减少手术切口、降低手术风险。
4. 心脏起搏器:利用电磁振动原理,对患者进行心脏起搏器植入手术,能够帮助患者恢复正常心跳。
5. 计算机断层扫描:利用X射线产生的电磁振动,对人体进行计算机断层扫描,能够检测到许多疾病,如肺癌、肾脏结石等。
总之,振动在医学上的应用非常广泛,能够帮助医生更好地诊断、治疗患者,提高医疗水平。
- 1 -。
S 2
S 1 v
v
振动
第1大题: 选择题(33分) 1.1 (3分)
沿x 轴正方向传播的一简谐波,4/T t =时的波形曲线如图所示.若振动以余弦函数表示,且此题各点振动的初相取ππ到-之间的值,则 ( )
(A)0点的初位相为00=φ (B)1点的初位相为2/π1=φ (C)2点的初位相为π2=φ (D)3点的初位相为2/π3=φ
1.2 (3分)
如图所示,两相干波源21,S S 相距30m ,它们的振幅相等,频率均为100Hz ,位相差为.π如果21,S S 各自向两侧发出平面余弦波,波速均为4001
s m -⋅,那么21,S S 连线上因干涉而
静止的点有多少个( )
(A )8 (B )14 (C )15 (D )29
1.3 (3分)
图为一平面简谐波在t 时刻的波形曲线,若此时A 点处介质质元的振动动能在增大,则( )
(A) A 点处质元的弹性势能在减少 (B) B 点处质元的振动动能在增大 (C) 波沿x 轴正方向传播 (D) C 点处质元的弹性势能在增大
1.4 (3分)
下列说法正确的是( )
(A) 波速表达式v u λ=,则波源频率越高,波速越大
(B) 横波是沿水平方向振动的波,纵波是沿竖直方向振动的波
(C) 机械波只能在弹性介质(媒介)中传播,而电磁波可以在真空中传播 (D) 波源振动的频率就是波的频率,波源振动的速度就是波的传播速度
1.5 (3分)
两个振动方向,振幅A ,频率均相同的简谐振动,每当它们经过振幅一半处时相遇,且运动方向相反,则( )
(A) 相位差,πϕ=∆合振幅0='A (B) 相位差0=∆ϕ,合振幅A A 2=' (C) 相位差πϕ3
2=∆,合振幅A A =' (D) 相位差ϕ∆=
2
π
,合振幅A A 2='
1.6 (3分)
质点作简谐振动,其速度最大值为m v =3210-⨯m ,振幅2102-⨯=A m ,若从速度为正的最大值开始计时,则( ) (1)周期34=T ,初相位0=ϕ (2)周期34π=
T ,初相位2
π-
=ϕ
(3)最大加速度m a =4.52
10-⨯2
s m ,圆频率2
3=
ω
(4)周期,π4=T 初相位2
π=
ϕ
(A) (1)(4) (B) (2)(3) (C) (1)(2) (D) (3)(4)
1.7 (3分)
一质点作简谐振动,其振动方程为)cos(φω+=t A x .在求质点的振动动能时,得出下面5个表达式:
(1)
)(sin 2
12
2
2
φωω+t A m (2)
)(cos 2
12
22φωω+t A m
(3))sin(21
2
φω+t kA . (4))(cos 21
2
2φω+t kA (5))(sin π22
22
φω+t mA T
其中m 是质点的质量,k 是弹簧的倔强系数,T 是振动的周期.下面结论中正确的是
( ) (A)(1),(4) (B)(2),(4) (C)(1),(5) (D)(3),(5) (E)(2),(5) 1.8 (3分)
将两个振动方向、振幅、周期均相同的简谐振动合成后,若合振幅和分振动的振幅相同,则这两个分振动的相位差为( ) (A)
6
π; (B)
3
π; (C)
2
π; (D)
3
π2
1.9 (3分)
若一平面简谐波的波动方程为 ()Cx Bt A y -=cos ,式中C B A 、、为正值恒量,则 ( ) (A)波速为C (B) 周期为B /1 (C)波长为C /π2 (D)圆频率为B /π2
1.10 (3分)
在下面几种说法中,正确的说法是: (A)波源不动时,波源的振动周期与波动的周期在数值上是不同的 (B)波源振动的速度与波速相同 (C)在波传播方向上的任一质点振动位相总是比波源的位相滞后 (D)在波传播方向上的任一质点的振动位相总是比波源的位相超前
1.11 (3分)
某发声装置对着一堵孤墙发射23Hz 的信号。
如果墙是长为15m 的正方形砖墙,声速为3401
s
m -⋅,那么人在墙的后面,能够听到信号声的主要原因是由于声波的什么现象?
( )
(A) 透射 (B) 干涉 (C) 衍射 (D) 散射
第2大题: 填空题(42分)
2.1 (3分)
两个同方向同频率的简谐振动,其合振动的振幅为20cm ,与第一个简谐振动的位相差为
6π1/=-φφ。
若第一个简谐振动的振幅为103cm =17.3cm ,则第二个简谐振动的振幅
为 ,第一、二两个简谐振动的位相差21φφ-为 。
2.2 (3分)
一系统作简谐振动,周期为T ,以余弦函数表达振动时,初位相为零。
在20/T t ≤≤范围内,系统在t = 时刻动能和势能相等。
2.3 (3分)
一平面简谐波,其振幅为A ,频率为ν.波沿x 轴正方向传播.设0t t =时刻波形如图所示.则
0=x 处质点振动方程为______________________。
2.4 (3分)
有两列沿相反方向传播的相干波,其波动方程分别为 ()λπ/2cos 1x vt A y -= 和 ()λπ/2cos 2x vt A y +=,在叠加后形成的驻波中,各处的振幅是 __________________.
2.5 (3分)
一质点作简谐振动,已知振动频率为f ,则振动动能的变化频率是 ________________。
2.6 (3分)
1S 和2S 是波长均为λ的两个相干波的波源,相距4/3λ,1S 的位相比2S 超前2/π.若两
波单独传播时,在过1S 和2S 的直线上各点的强度相同,不随距离变化,且两波的强度都是
0I ,则在1S 、2S 连线上1S 外侧和2S 外侧各点,合成波的强度分别是_________,_________。
2
10
6-⨯
2.8 (3分)
当机械波在媒质中传播时,一媒质质元的最大变形量发生在______________________。
2.9 (3分)
图示一简谐波在0=t 时刻的波形图,波速s m u /200=,则P处质点的振动速度表达式为 ______________________。
2.11 (3分)
物体的振动方程为2
101⨯=x )SI 3
ππ8cos(-
t ,则该振动的频率=ν ,振动速
度的最大值__________
m v ,振动速度的初相位_________=ϕ。
2.13 (3分)
已知简谐振动曲线如图所示,则振动方程=x 。
2.14 (3分)
已知简谐振动曲线如图所示,则简谐振动方程=x
)(
m y
《振动》答案及题目属性
卷面总分76 期望值0 入卷题数25 时间85分钟
第1大题: 选择题(33分)
1.1 (3分) 库中题号14520 答案 D 1.2 (3分) 库中题号2004 答案 C 1.3 (3分) 库中题号9107 答案 D 1.4 (3分) 库中题号9109 答案 C 1.5 (3分) 库中题号9218 答案 C 1.6 (3分) 库中题号9219 答案 B 1.7 (3分) 库中题号16616 答案 C 1.8 (3分) 库中题号9220 答案 D 1.9 (3分) 库中题号14522 答案 C 1.10 (3分) 库中题号14169 答案 C 1.11 (3分) 库中题号2011 答案 C 第2大题: 填空题(42分)
2.1 (3分) 库中题号19171
10cm;2
π
-
2.2 (3分) 库中题号19170
388
T T 和
2.3 (3分) 库中题号14685
()]2/ππ2cos[0+-=t t A y ν.
2.4 (3分) 库中题号14702
│()λπ/2cos 2x A │.
2.5 (3分) 库中题号16292
f 2
2.6 (3分) 库中题号16432
2.8 (3分) 库中题号14399 媒质质元在其平衡位置处
2.9 (3分) 库中题号14452
)t cos(.v ππ220--=π (SI)
. 2.11 (3分) 库中题号9229 Hz 4=ν
1
ms π--⨯=2
m 10
8v
6
v π=
ϕ
2.13 (3分) 库中题号9227
m )2
π2
π(
cos 10
62
-
⨯=-t x
2.14 (3分) 库中题号9228
m )6
π3
πcos(
10
52
+
⨯=-t x。