
【电】 mechanical shock
engine; machine; machinery; mechanism
【化】 machine; machinery
【医】 mechano-
【经】 machine
concuss; jar; pulsate; quaver; quiver; shake; shock; tremor
【医】 oscillo-; trembling; tremens; vibrate; vibration
机械震动(Mechanical Vibration)指物体在平衡位置附近随时间作周期性往复运动的现象。这一概念在工程学和物理学中具有以下核心内涵:
物理本质 机械震动是能量传递的表现形式,其动力学方程可表示为: $$ mfrac{dx}{dt} + cfrac{dx}{dt} + kx = F(t) $$ 其中$m$为质量,$c$为阻尼系数,$k$为刚度系数(参考《振动分析基础》第3版,清华大学出版社)。
分类体系 按激励源可分为自由振动(如钟摆运动)和受迫振动(如发动机运转);按能量耗散分为有阻尼振动和无阻尼振动(《机械工程手册》第5卷,机械工业出版社)。
工程应用 广泛应用于精密仪器减震设计(如光刻机防震平台)、建筑结构抗震分析(超高层建筑调谐质量阻尼器)、机械故障诊断(轴承振动频谱分析)等领域(美国机械工程师协会技术报告ASME PT-134)。
控制要求 ISO 10816系列标准规定了工业设备的振动烈度限值,如旋转机械的振动速度有效值不应超过4.5mm/s(国际标准化组织工业振动规范)。
学科关联 与声学(振动产生声波)、材料学(疲劳断裂分析)、控制理论(主动振动控制算法)等学科深度交叉(《多学科耦合振动研究进展》,Springer出版)。
机械振动(又称机械震动)是指物体或系统在其平衡位置附近所作的往复运动。以下是其详细解释:
核心概念
机械振动是物体在静平衡位置附近的有规律往复运动,例如钟摆摆动、弹簧振子运动等。其强弱可通过位移、速度或加速度等物理量表征。
关键特征
内在原因
系统需具备储存和转换动能与势能的能力,例如弹簧的弹性或摆锤的重力势能。
外在原因
通常由外界激励触发,如周期性外力(受迫振动)或系统自身的不平衡(自激振动)。
自由振动
系统受初始扰动后无外部持续激励的振动,若无阻尼则保持等幅振动,有阻尼则逐渐衰减。
受迫振动
由周期性外力(如机械偏心、冲击)引发的振动,例如发动机运转时的振动。
自激振动
系统自身产生激励的振动,如油膜振荡、桥梁的颤振。
负面影响
可能导致设备部件疲劳断裂(如透平叶片)、噪声污染或结构共振破坏。
实际应用
机械振动也被利用于特定场景,如振动筛分、乐器发声(如琴弦振动)。
如需更深入分析振动叠加或公式推导,可参考的Python绘图代码及动力学模型。
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