机械振动家庭作业帮助
机械振动定义为相对于平衡点的振荡的周期性过程的测量。本书应提供涉及振动分析，不确定性建模和振动控制的基本概念。
机械振动是在一段时间内重复的振荡。弦乐器的设计，如吉他，是基于以一定频率振动的琴弦。吉他具有包括振动阻尼器的振动系统的所有部件，以及存储潜能和动能的场所。当弦向上移动时，动能被转换为势能，当弦向下移动时，势能转换成动能。拔柱将系统的能量提供给系统，空气会减震，减速。有不同类别的振动：自由（不受干扰）和强制（扰动），阻尼和无阻尼（具有可忽略或无阻尼），非线性和线性，以及随机（不可预测）和确定性。
什么是机械振动，为什么它的理解对机械和土木工程师来说很重要？让我们来看看历史。 1940年7月1日，塔科马狭窄桥开通交通，同年11月7日上午，桥梁的主跨在风力条件下倒塌。该事件作为基本强制共振的例子，提供与桥梁的自然结构频率相匹配的外部周期频率，尽管失败的实际原因是气动弹性颤振。
作为外力的风影响桥梁的扭转振荡（图1）。这种具有特定频率的力引起了桥梁的共振灾害（风速为64公里/小时）[1]。共振灾难的其他例子是Broughton悬索桥的崩溃，由于士兵步行[3]。
在力学和建筑中，共振灾难描述了在系统谐振频率下引起的振动破坏建筑物或技术机构，从而使其振荡。定期激励可以最佳地将系统的能量传递给系统，并将其存储在那里。由于这种重复和额外的能量输入，系统更强烈地摆动，直到其负载极限超过[4]。
上述灾害的常见原因是桥梁的周期性振荡。定期振荡可以描述为定期穿过平衡位置的身体的运动。机械系统关于其平衡位置的任何振荡运动被称为振动[5]。振动系统的最简单的例子是质量弹簧系统（图2）。当物体从稳定平衡的位置移位时，质量开始振动。身体通过恢复力而在其平衡状态下来回移动，在这种情况下，恢复力是弹簧的弹性力。这种基本振动系统称为机械振荡器。
如果系统无阻尼，弹簧系统将进行恒定幅度位移的谐波周期运动。无阻尼系统节省机械能量 – 谐波运动将永远进行振动。动能与潜在能量的交换将继续下去。但是，无阻尼的系统是简化现实，因为在现实世界中不可能隔离系统 – 摩擦和空气阻力将机械能从系统以热能的形式引入到环境中。因此，系统中剩余的机械能总是逐渐减小 – 位移幅度也随时间而减少
几乎每个机器都会产生振动，例如由于活塞的周期性运动引起的内燃机振动，旋转装置振动引起的不平衡部分;汽车由路面粗糙度等引起的振动。人声是声带振动的产物，识别声音是由鼓膜的振荡引起的，许多乐器的操作基于振动（吉他弦振动，图5）。
替代电流（AC）是电荷周期性振荡的结果。如果交流电流通过感应线圈，则线圈腔中的磁场发生变化。交流电也改变电容中的电场。这些例子表明，仅在机械工程中振动不是现象，而是许多其他物理领域（电，磁等）的一个要素
自激振动[10]是周期性和确定性振荡。在某些条件下，这种振动系统中的平衡状态变得不稳定，任何干扰都会导致扰动增长，直到有些影响限制了任何进一步的增长。与强制振动相反，激励力与振动无关，甚至在系统被阻止振动时仍能持续。作用在振动物体上的力通常在系统的外部，而与运动无关。然而，存在其中激发力是运动变量（位移，速度或加速度）的函数的系统，并且因此随其产生的运动而变化。摩擦引起的振动（车辆离合器和制动器，车桥相互作用）和流动振动（圆木锯，CD，DVD，加工中，流体输送管道），飞机机翼振动（图9）是示例的自激振动
大多数振动在机械工程中是不合需要的。振动在机器和结构因为产生增加的应力，能量损失，增加磨损，增加轴承负载，诱发疲劳，造成车辆乘客不适，并吸收系统的能量[8]。旋转机器部件需要仔细平衡，以防止振动损坏[8]。最严重的影响是机械系统的共鸣。强制振动时可能会发生共振，甚至在负载较小时会导致严重的损坏。因此，了解振动对工程师来说非常重要。
机械系统通常由具有分布质量和弹性的结构部件组成。这些结构部件的实例是杆，梁，板和壳。这些结构组件被认为是具有无限数量的自由度（DOF）的连续系统，因此实际系统的振动由偏微分方程控制，这些偏微分方程涉及取决于时间以及空间坐标的变量。通过将有限数量的自由度简化为实际系统到离散系统，振动学习是首选的。离散系统由集体质量和离散的弹性元件（平移和扭转弹簧）和离散阻尼元件（粘性缓冲器）表示。离散系统的物理模型。
振动是从平衡位置移动的连接体的粒子或身体或系统的运动。大多数振动在机器和结构中是不期望的，因为它们产生增加的应力，能量损失，因为增加的磨损，增加轴承负载，引起疲劳，在车辆中引起乘客不适，并吸收系统的能量。旋转机器部件需要仔细的平衡，以防止振动损坏。
当系统从稳定平衡的位置移位时，发生振动。在恢复力的作用下（例如弹性力，连接到弹簧上的质量，或重力作为简单的摆锤），该系统往往返回到该平衡位置。系统在其平衡位置上来回移动。系统是旨在一起行动以实现目标的要素的组合。例如，汽车是其组件是车轮，悬架，车体等的系统。
静态元素是在任何给定时间的输出仅取决于当时的输入，而动态元素是当前输出取决于过去输入的元素。同样，我们也谈到静态和动态系统。静态系统包含所有元素，而动态系统至少包含一个动态元素。
在其基本存储或耗散装置内或其内部经历时变交换或能量耗散的物理系统据说处于动态状态。所有这些元素一般被称为被动的，即它们不能产生净能量。据说，由有限数量的存储元件组成的动态系统是集中或离散的，而包含物理空间密集的元素的系统称为连续的。
