机械振动控制技术及其应用研究

机械振动在机械工程中的应用

成晓

(江苏师范大学，江苏 连云港 222000)

摘要：本文综述了机械振动在机械工程中的应用。首先分析了机械振动的危害；然后提出了控制或减小振动的主要途径；最后举例说明机械振动在机械工程中的应用。

关键词：机械振动；机械工程；振动筛

Mechanical vibration and its applications in mechanical

engineering

Cheng Xiao

(Jiangsu Normal University ,Jiangsu, Lianyungang 222002)

Abstract: This paper intends to elaborate the applications of mechanical

vibration in mechanical engineering. Firstly, the reasons of mechanical vibration

are analyzed. Secondly, the main methods to control and decrease the vibration are

presented in detail. Finally, examples are present to show the application of

mechanical vibration in Mechanical Engineering

Keywords: Mechanical vibration; mechanical engineering ; oscillating screen

一 机械振动

机械振动也简称为振动，物理学上是这样给它定义的：物体在平衡位置附近做往复运动的运动。在现实生活中我们能看到很多机械都是运用机械振动这一学说理论来建造出来的。比如筛分设备、输送设备、给料设备、粉碎设备等等机械设备都是将理论运用到现实生活中的结果。

机械振动的原理和控制方法

机械振动是指物体在弹性介质作用下，出现周期性的膨胀与收缩的现象。机械振动广泛存在于工业、军事、天文等多个领域中，对于系统的稳定性、工作性能、安全性、寿命等方面都有着重要的影响。因此，研究机械振动的原理和控制方法显得非常必要。

一、机械振动的原理

机械振动是由于物体在弹性介质作用下，出现周期性的膨胀与收缩的现象。这里主要涉及到两种形式的振动：一种是自由振动，即物体在没有外部作用下自然地振动；另一种是强制振动，即物体受外部强制作用而振动。

自由振动的原理：自由振动的主要原理是由于物体本身的初始形态造成的。在没有外部作用时，物体会遵循自身特定的固有频率，反复执行某些动作。这是由于物体受到扰动后，内部的弹性介质会将能量存储起来，随后再释放出来，从而使物体开始振动。自由振动的特点是在系统中，没有外力或外干扰，其振动的幅度与频率都是恒定的。

强制振动的原理：另一种振动形式是强制振动，其原理是由外部的作用所引起。通过施加一个外力，物体将发生周期性振动，并随之受到外力的影响。此外，振动还可以通过参数的变化而被改变。

二、机械振动的控制方法

机械振动对于工业生产、精密制造、核航天等领域的其他安全工程具有一定的风险。因此，开发监控和控制机械振动的方法非常重要。以下是三种常用的控制方法：

1、主动控制 主动控制是利用反馈控制来控制机械振动的方法。它将传感器和控制器紧密结合，并利用控制算法来实现反馈控制。主动控制可以在短时间内调整扰动力，避免波动的扩大。这种方法多为闭环控制，实现快速响应和精密控制。

2、被动控制

被动控制是通过设计结构或材料本身来抵消机械振动的方法。例如，在应用中添加减振器、吸振器等来减少机械振动的影响。被动控制的主要优点是不会引起额外的环境破坏。

3、半主动控制

半主动控制通过结合主动控制和被动控制的特点来控制机械振动。这种控制方法通常涉及添加补偿系统来调整扰动力。比如，使用半主动液压隔振器来实现机械振动的控制。半主动控制的优点在于具有比被动控制更好的控制能力，比主动控制更高的制动功率。

机械工程的振动与噪声控制技术

引言：

机械工程作为一门涵盖广泛领域的学科，涉及到许多重要的技术和原理。其中，振动与噪声控制技术在机械工程中占据着重要的地位。振动和噪声是机械系统中不可避免的问题，它们不仅会对机械设备的性能和寿命产生负面影响，还会对人们的工作和生活环境造成不适。因此，研究和应用振动与噪声控制技术是机械工程师的重要任务之一。

一、振动控制技术：

振动是机械系统中的常见现象，它来源于各种原因，例如不平衡质量、不对称刚度等。振动控制技术旨在通过减少或消除振动，提高机械系统的稳定性和性能。在振动控制中，常用的方法包括被动控制、主动控制和半主动控制。

被动控制是指通过添加阻尼器、减振器等被动元件来减少振动。这些元件能够吸收或分散振动能量，从而减少机械系统的振动幅度。主动控制是指通过传感器和执行器来监测和调节机械系统的振动。传感器可以实时获取振动信号，而执行器则可以根据信号控制机械系统的运动，从而实现振动的控制。半主动控制则结合了被动控制和主动控制的优点，通过改变系统的刚度和阻尼来实现振动的控制。

二、噪声控制技术：

噪声是由于机械系统的振动和运动所产生的声音。噪声控制技术旨在减少或消除机械系统产生的噪声，从而改善人们的工作和生活环境。噪声控制可以从源头、传播途径和受声体三个方面入手。

在源头控制中，通过改变机械系统的设计和制造工艺，减少噪声的产生。例如，对于发动机，可以采用降噪罩、隔音材料等措施来减少噪声的产生。在传播途径控制中，通过隔音材料、隔音设备等措施来减少噪声的传播。在受声体控制中，通过隔音设备、耳塞等措施来减少噪声对人体的影响。

三、振动与噪声控制技术的应用：

振动与噪声控制技术在各个领域都有广泛的应用。在航空航天领域，振动与噪声控制技术可以提高飞机的安全性和舒适性。在汽车工业中，振动与噪声控制技术可以提高汽车的操控性和乘坐舒适性。在建筑工程中，振动与噪声控制技术可以改善建筑物的声学环境。此外，振动与噪声控制技术还可以应用于电子设备、医疗器械等领域，提高设备的性能和可靠性。

振动利用与控制工程的　若干关键理论　技术及应用　喜位：东北大学、重庆大学　：人：闻邦椿、张义民、李以农、纪盛青、刘树英、韩清凯、赵春雨　振动利用工程是２Ｏ世纪后　半期逐渐发展起来的具有广泛　应用价值的一门新学科。如何　有效地利用有用的振动和消除　有害的振动是振动工程研究的　两大方向和两个重要课题。　振动利用工程所涉及的有　关技术与工业生产及人类生活　联系十分密切。例如利用海浪　振动波动的能量发电等。在社　会与经济生活中，人ＩＳｌ的增长　济的增长和衰退等，都可归纳为不同形式的振　振动和波动现象进行研究，找出其内在规律，　的利用，将会对社会产生重大的社会效益与经　鼠动控制工程方面，目前也引起科技界的广泛　，许多机械设计屡屡发生重大事故，甚至是机　故，例如，某石化总厂转子因振动转子断裂，事　千万以上。因此如何消除与减轻这些有害振　控制工程研究的一项迫不及待的任务。　属于先进制造领域，涵盖了机械工程、振动工　动化等多个学科，是闻邦椿教授领导的科研团　Ｉ多年研究，完成了１６项国家课题、２０余项横　，撰写了１０部专著，发表７２０篇论文，研究成　馇　设备，获得１３项专利。在八个方面进行了　集成创新研究：　建了新学科，如振动利用工程新学科；　究了新工艺，如概率等厚筛分新工艺；　明了新机构，如激振器偏转式新机构；　立了新模型，如间隙滞回系统新模型；　展了新理论，如振动同步传动新理论；　（６）研发了新技术，如振机弯振预防新技术；　（７）提出了新方法，如产品综合设计新方法；　（８）研制了新机器，如惯性共振概率新筛机；　该成果在国际上首先提出了“振动利用工程”新概念，构　建了“振动利用工程”学科的理论框架，建立起“振动利用工　程”新学科，发展了振动机械的线性和非线性动力学理论，为　该学科奠定了的理论基础。研究和发展了振动同步理论，提　出了双激振器同步理论，并将同步理论进一步扩展到控制同　步、复合同步和广义同步以及振动控制工程中抑制有害振动　和噪声的若干关键理论、技术及应用。撰写的专著：（（振动利　用工程　、（（工程非线性振动　、　机械系统的振动同步与控制　同步　、　振动机械的理论与动态设计方法　、（（振动机械的理　论与应用　、（（故障旋转机械的非线性动力学理论与试验》、（（面　向产品广义质量的综合设计理论与方法　、（（机械振动学》、（（产　品的全功能全性能综合设计　等成果，在机械、冶金、矿山、　电力、交通等部门得到了广泛的应用和推广，提高了企业产　品的质量与性　能，提高了劳动　生产率与产品竞　争能力，促进了　相关行业科技的　快速发展，取得　了巨大的经济效　益和社会效益，　使我国在振动利　用工程与控制领　域达到了国际先　进水平，在某些　方面达到国际领　先水平。瞄　支奖励２０