
【電】 mechanical shock
engine; machine; machinery; mechanism
【化】 machine; machinery
【醫】 mechano-
【經】 machine
concuss; jar; pulsate; quaver; quiver; shake; shock; tremor
【醫】 oscillo-; trembling; tremens; vibrate; vibration
機械震動(Mechanical Vibration)指物體在平衡位置附近隨時間作周期性往複運動的現象。這一概念在工程學和物理學中具有以下核心内涵:
物理本質 機械震動是能量傳遞的表現形式,其動力學方程可表示為: $$ mfrac{dx}{dt} + cfrac{dx}{dt} + kx = F(t) $$ 其中$m$為質量,$c$為阻尼系數,$k$為剛度系數(參考《振動分析基礎》第3版,清華大學出版社)。
分類體系 按激勵源可分為自由振動(如鐘擺運動)和受迫振動(如發動機運轉);按能量耗散分為有阻尼振動和無阻尼振動(《機械工程手冊》第5卷,機械工業出版社)。
工程應用 廣泛應用于精密儀器減震設計(如光刻機防震平台)、建築結構抗震分析(超高層建築調諧質量阻尼器)、機械故障診斷(軸承振動頻譜分析)等領域(美國機械工程師協會技術報告ASME PT-134)。
控制要求 ISO 10816系列标準規定了工業設備的振動烈度限值,如旋轉機械的振動速度有效值不應超過4.5mm/s(國際标準化組織工業振動規範)。
學科關聯 與聲學(振動産生聲波)、材料學(疲勞斷裂分析)、控制理論(主動振動控制算法)等學科深度交叉(《多學科耦合振動研究進展》,Springer出版)。
機械振動(又稱機械震動)是指物體或系統在其平衡位置附近所作的往複運動。以下是其詳細解釋:
核心概念
機械振動是物體在靜平衡位置附近的有規律往複運動,例如鐘擺擺動、彈簧振子運動等。其強弱可通過位移、速度或加速度等物理量表征。
關鍵特征
内在原因
系統需具備儲存和轉換動能與勢能的能力,例如彈簧的彈性或擺錘的重力勢能。
外在原因
通常由外界激勵觸發,如周期性外力(受迫振動)或系統自身的不平衡(自激振動)。
自由振動
系統受初始擾動後無外部持續激勵的振動,若無阻尼則保持等幅振動,有阻尼則逐漸衰減。
受迫振動
由周期性外力(如機械偏心、沖擊)引發的振動,例如發動機運轉時的振動。
自激振動
系統自身産生激勵的振動,如油膜振蕩、橋梁的顫振。
負面影響
可能導緻設備部件疲勞斷裂(如透平葉片)、噪聲污染或結構共振破壞。
實際應用
機械振動也被利用于特定場景,如振動篩分、樂器發聲(如琴弦振動)。
如需更深入分析振動疊加或公式推導,可參考的Python繪圖代碼及動力學模型。
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