![现代机械设计手册·第6卷(第二版)](https://wfqqreader-1252317822.image.myqcloud.com/cover/106/29976106/b_29976106.jpg)
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第2章 机械振动基础
本章的内容是线性振动。线性振动的特点是系统在平衡位置附近作微幅振动,其位移、速度和加速度分别用x、和
表示,此时系统的弹性回复力Kx和阻尼力
均是线性的。为使运动方程具有简单形式,描述系统运动时坐标原点应取在平衡位置。
本章首先介绍单自由度系统的自由振动,包括系统的固有频率、阻尼和振动的对数衰减率。接着介绍单自由度系统在简谐激励下的受迫振动,在频率域对振动响应进行分析,了解简谐激励稳态响应的振幅、相位随激励频率的变化,以及共振的特点等。然后介绍多自由度系统的振动,包括系统的运动方程、频率和振型、振型的正交性,以及几种常见二自由度系统在简谐激励下稳态响应的计算。最后介绍振动系统在任意激励下响应的计算。
2.1 单自由度系统的自由振动
表27-2-1 单自由度系统的自由振动
![](https://epubservercos.yuewen.com/698A35/16499778704705406/epubprivate/OEBPS/Images/image22.jpeg?sign=1738832886-11MoF25UYD9Nh7mMflurQBTQaXS5tCzU-0-4440decdae70da4bd33659b72f08be6a)
![](https://epubservercos.yuewen.com/698A35/16499778704705406/epubprivate/OEBPS/Images/image23.jpeg?sign=1738832886-qbD9AXgWoKiWQumGdqDJ2yJdqsQnAdKE-0-13e71aae44cc172fbc3590f155acc0a6)
![](https://epubservercos.yuewen.com/698A35/16499778704705406/epubprivate/OEBPS/Images/image24.jpeg?sign=1738832886-1p7lEW90a5TRvMlnbSwwuPrgqSb3RBa6-0-3c971d1410b33e3dbc35f300914169db)
注:临界阻尼和大阻尼的情形,如下图所示。
![](https://epubservercos.yuewen.com/698A35/16499778704705406/epubprivate/OEBPS/Images/image25.jpeg?sign=1738832886-5JYWJrmrmLeulgUd9nvdJIW2wu3qszaf-0-e412aa3c7a7c12b0b429d7079e26747b)
1) 临界阻尼,如图。
2) 大阻尼ζ>1:。
2.2 单自由度系统的受迫振动
2.2.1 简谐激励下的振动响应
表27-2-2 简谐激励下的振动响应
![](https://epubservercos.yuewen.com/698A35/16499778704705406/epubprivate/OEBPS/Images/image28.jpeg?sign=1738832886-g8b3RQzauBeE2ndYjWJd9Ld5R3SFQBMj-0-3ed2b370dfe7d355aacc64db6b25e76f)
![](https://epubservercos.yuewen.com/698A35/16499778704705406/epubprivate/OEBPS/Images/image29.jpeg?sign=1738832886-0H2Tb3VgykSFRsFDgb2hFUs0DAcHckjW-0-668157d9b2f39fc588844fab66f2c450)
2.2.2 一般周期激励下的稳态响应
表27-2-3 一般周期激励下的稳态响应
![](https://epubservercos.yuewen.com/698A35/16499778704705406/epubprivate/OEBPS/Images/image30.jpeg?sign=1738832886-a1QQb7nI7sle3TkWIHChO1TXuPx9prnW-0-093527b67883e2c366d17edad7bd9723)
2.2.3 扭转振动与直线振动的参数类比
表27-2-4 扭转振动与直线振动的参数类比
![](https://epubservercos.yuewen.com/698A35/16499778704705406/epubprivate/OEBPS/Images/image31.jpeg?sign=1738832886-6Ajij3EAwZ0yB2fXBi3NUfMhWnZ85HAC-0-f7ce62a40609f9c1c27261551b17ab6a)
2.2.4 机电类比
表27-2-5 力学模型和电学模型的参数类比
![](https://epubservercos.yuewen.com/698A35/16499778704705406/epubprivate/OEBPS/Images/image32.jpeg?sign=1738832886-IeA9dnGGfSfS0oYZv2tE3i0qVmjUBW7s-0-52514b0e160c482a99839a4b02481f4f)
2.3 多自由度系统
2.3.1 多自由度系统的自由振动及其特性
表27-2-6 多自由度系统的自由振动及其特性
![](https://epubservercos.yuewen.com/698A35/16499778704705406/epubprivate/OEBPS/Images/image33.jpeg?sign=1738832886-OkMNvNbuiHBNFLZ8QmRSG3OpLo4XJOel-0-8cd1cc379160521beaafa5f019b810c2)
![](https://epubservercos.yuewen.com/698A35/16499778704705406/epubprivate/OEBPS/Images/image34.jpeg?sign=1738832886-5sHFYi7LwRfwCJgTTSDbjeQ7uColXeYH-0-e99f0e34a73c84ec1b1289931bce497d)
2.3.2 多自由度系统的简谐激励稳态响应
表27-2-7 多自由度系统的简谐激励稳态响应
![](https://epubservercos.yuewen.com/698A35/16499778704705406/epubprivate/OEBPS/Images/image35.jpeg?sign=1738832886-5CHAAV9ov3PGqMyHd1mIJ7avpbHMTnym-0-d31a2347649c745072b84c5579f46cc0)
2.3.3 常见二自由度系统简谐激励下的稳态响应
表28-2-8 常见二自由度系统简谐激励下的稳态响应
![](https://epubservercos.yuewen.com/698A35/16499778704705406/epubprivate/OEBPS/Images/image36.jpeg?sign=1738832886-0IsbxH1b41adKNwO2BJC1nwQntFZIDop-0-2ad5c0c1d510d7c9656e8547835b0c13)
注: a=K1+K2-m2ω2;b=(C1+C2)ω;g=(K1-m1ω2)(K2-m2ω2)-(K1m1+C1C2)ω2;
h=(K1-m1ω2)C2ω+[K2-(m1+m2)ω2]C1ω。
2.3.4 弹性连接黏性阻尼隔振系统的稳态响应
表27-2-9 弹性连接黏性阻尼隔振系统的稳态响应
![](https://epubservercos.yuewen.com/698A35/16499778704705406/epubprivate/OEBPS/Images/image37.jpeg?sign=1738832886-4IwYagJnyIb8rpaOQJClKciE6K0LqHAH-0-5011473b924a7b45d0a3326616894392)
2.3.5 动力反共振隔振系统的稳态响应
表27-2-10 动力反共振隔振系统的稳态响应
![](https://epubservercos.yuewen.com/698A35/16499778704705406/epubprivate/OEBPS/Images/image38.jpeg?sign=1738832886-CpfGzu8yX469vr6zWl0born5masg952n-0-d4a85edb066e5dd9dbc83d59d7a273f7)
2.4 振动系统对任意激励的响应计算
2.4.1 单自由度系统
表27-2-11 单自由度系统对任意激励的响应计算
![](https://epubservercos.yuewen.com/698A35/16499778704705406/epubprivate/OEBPS/Images/image39.jpeg?sign=1738832886-aDC9FOEWQWX96AH652UVuviWAAoAVwNg-0-ba7d8c304ffe686c8e0114189a72f4fd)
![](https://epubservercos.yuewen.com/698A35/16499778704705406/epubprivate/OEBPS/Images/image40.jpeg?sign=1738832886-OMM8OwkueI7jzsEEdJ02Sgwb3wC6tukJ-0-ce7c8b6dc4d07cbde620fc9a5449bc31)
2.4.2 多自由度系统的模态分析法
表27-2-12 多自由度系统的模态分析法
![](https://epubservercos.yuewen.com/698A35/16499778704705406/epubprivate/OEBPS/Images/image41.jpeg?sign=1738832886-8cFgjrdHEs53k2PT3i0AJqCzPBqWfkbc-0-c850b6ed61e6578550a6d7b6b076c526)
![](https://epubservercos.yuewen.com/698A35/16499778704705406/epubprivate/OEBPS/Images/image42.jpeg?sign=1738832886-TETt4fagDexzQqRofP6FA5FLtud8Hm4J-0-abfddfd21e354096646cda71f7596a0a)
2.4.3 阻抗、导纳和四端参数
表27-2-13 阻抗、导纳和四端参数
![](https://epubservercos.yuewen.com/698A35/16499778704705406/epubprivate/OEBPS/Images/image43.jpeg?sign=1738832886-Fo4xkRXO0aaDLYb24SYkziJdVCPkQqSn-0-d72e0ffb53052881ca3bbd18cce29d04)