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目錄
No. 1
  振動(震動)
  vibration
  振動(又稱振蕩)是指一個狀態改變的過程。即物體的往復運動。
  在高中物理,可以定量研究(可以用公式法、作圖法、列表法給出確定數值)的,衹有四種最簡單的運動:勻變速直綫運動、勻速圓周運動、拋體運動和簡諧振動
  復雜的運動,可以依托這四種運動,進行定性研究。
  如果硬要定量研究復雜的運動,也是依托這四種運動,作近似研究的。
  這四種最簡單的運動中,勻變速直綫運動和拋體運動是"一去不復返"的運動,運動狀態(位置、速度)與時間的關係是拓樸(一一對應)的、不可重複的。
  勻速圓周運動和簡諧振動,站在長時間的角度看(或者說"宏觀地看"),是周期性的、不斷重複的。站在一個周期的時間內看(或者說"微觀地看"),是拓樸的、不可重複的。因此,後兩種運動,比前兩種運動,復雜得多。
  簡諧振動可以看作勻速圓周運動沿正交(就是互相垂直)的兩個方向進行分解(就是投影),其中任意一個方向的運動,都是簡諧振動。由此可知,簡諧振動比勻速圓周運動復雜得多。
  拋體運動則可以分解為:正交的一個勻速直綫運動和另一個勻變速直綫運動,所以,拋體運動比勻變速直綫運動復雜得多。
  在勻速圓周運動作正交分解的過程中,原來大小不變的嚮心力,變成大小和方向都作周期性變化的回覆力。簡諧振動已經夠復雜了。所以,振動就定量研究到簡諧振動為止。
  然而,通常我們遇到的振動的微觀情況,都要比簡諧振動復雜得多。所以,研究簡諧振動過渡到研究振動、熱振動等,需要洞察力、想象力和抽象思維、邏輯推理等能力。
  簡諧振動的特點是:1,有一個平衡位置(機械能耗盡之後,振子應該靜止的唯一位置)。2,有一個大小和方向都作周期性變化的回覆力的作用。3,頻率單一、振幅不變。
  振子就是對振動物體的抽象:忽略物體的形狀和大小,用質點代替物體進行研究。這個代替振動物體的質點,就叫做振子。
  振子在某一時刻所處的位置,用位移x表示。位移x就是以平衡位置為參照物(基點――基準點),得到的"振子在某一時刻所處的位置"的距離和方向。
  我們對勻變速直綫運動和拋體運動進行研究時,基準點選擇在運動的始點。我們對勻速圓周運動和簡諧振動研究時,基準點選擇在圓心或平衡位置(不動的點)。
  參照物本來就應該是在研究過程中保持靜止(或假定為靜止)的點,我們的物理思路,就是"從確定的量、不變的量出發進行研究"。
  確定的量和不變的量有本質的區別,在對勻變速直綫運動和拋體運動進行研究時,基準點選擇在運動的始點。這是確定的量,卻不一定是不變的量。特別在我們進行分段研究時,每一階段的終點,就是下一階段的始點。我們選擇運動的始點為基準點,可以簡化研究過程,這是服從於物理研究的"化繁為簡"的原則,因此,不惜在不同的研究階段,選擇不同的基準點。
  在研究勻速圓周運動和簡諧振動時,由於宏觀上的周期性和微觀上的拓樸性,問題很復雜,所以不能選運動的始點,作基準點進行研究,而要選擇確定而且不變的圓心或者平衡位置,作基準點進行研究,也是服從於物理研究的"化繁為簡"的原則。
  在簡諧振動中,振幅A就是位移x的最大值,這是一個不變的量。
  振子從某一狀態(位置和速度)回到該狀態所需要的最短時間,叫做一個周期T。振子在一個周期中的振動,叫做一個全振動。振子在一秒鐘內的全振動的"次數",叫做頻率f。
  周期T就是一次全振動的時間,頻率f是一秒鐘內全振動的次數,所以,Tf=1(四式等價的公式1)
  圓頻率ω(讀作[oumiga])是一秒鐘對應的圓心角。一次全振動對應的圓心角就是2π(即360度)。這是藉用了勻速圓周運動的概念。在勻速圓周運動中,ω叫做角速度。當勻速圓周運動正交分解為簡諧振動時,角速度就轉化為圓頻率。(也有人把圓頻率叫做角頻率的)
  顯然,ω=2πf(四式等價的公式3),(每秒全振動次數對應的角度)
  ωT=2π(四式等價的公式2)(每個全振動對應的角度)
  最後,定義每分鐘全振動的次數為"轉速n",顯然,n=60f(四式等價的公式4)
  T、f、ω、n這四個量中,知道一個,其它三個就是已知的,所以這四個互相轉化的公式,叫做"四式等價"。
  衹要物體作周期性的往復運動,就是振動。比如拍皮球,其v-t圖對應於電工學中的鋸齒波,所以也是振動。有人說:"拍皮球沒有平衡位置,或者平衡位置不在運動的對稱中心,所以不能算振動"。這樣說的人,電工學肯定沒有學好。
  有一個數學分枝,叫做富立葉積分,它可以把任何振動,分解為若幹個簡諧振動。這些簡諧振動的頻率,就是原始振動的整數倍,原始振動的主頻率(基音),就是這些簡諧振動的最小頻率。
  其它倍頻(泛音),振幅都比基音小得多。所以,這就構成非簡諧振動的"音品"的概念。
  人耳分辨發聲體的過程,就是自發地、自動化地、本能地使用富立葉積分的過程,非常巧妙。
  由於聲音的頻率由聲源决定,所以,無論聲波如何傳播到我們的耳朵,我們照樣準確地辯認出發聲體的特色。
  從廣義上說振動是指描述係統狀態的參量(如位移、電壓)在其基準值上下交替變化的過程。狹義的指機械振動,即力學係統中的振動。電磁振動習慣上稱為振蕩。力學係統能維持振動,必須具有彈性和慣性。由於彈性,係統偏離其平衡位置時,會産生回覆力,促使係統返回原來位置;由於慣性,係統在返回平衡位置的過程中積纍了動能,從而使係統越過平衡位置嚮另一側運動。正是由於彈性和慣性的相互影響,纔造成係統的振動。按係統運動自由度分,有單自由度係統振動(如鐘擺的振動)和多自由度係統振動。有限多自由度係統與離散係統相對應,其振動由常微分方程描述;無限多自由度係統與連續係統(如桿、梁、板、殼等)相對應,其振動由偏微分方程描述。方程中不顯含時間的係統稱自治係統;顯含時間的稱非自治係統。按係統受力情況分,有自由振動、衰減振動和受迫振動。按彈性力和阻尼力性質分,有綫性振動和非綫性振動振動又可分為確定性振動和隨機振動,後者無確定性規律,如車輛行進中的顛簸。振動是自然界和工程界常見的現象。振動的消極方面是:影響儀器設備功能,降低機械設備的工作精度,加劇構件磨損,甚至引起結構疲勞破壞;振動的積極方面是:有許多需利用振動的設備和工藝(如振動傳輸、振動研磨、振動沉樁等)。振動分析的基本任務是討論係統的激勵(即輸入,指係統的外來擾動,又稱幹擾)、響應(即輸出,指係統受激勵後的反應)和係統動態特性(或物理參數)三者之間的關係。20世紀60年代以後,計算機和振動測試技術的重大進展,為綜合利用分析、實驗和計算方法解决振動問題開拓了廣阔的前景。
  機械振動是物體(或物體的一部分)在平衡位置(物體靜止時的位置)附近作的往復運動。可分為 自由振動、 受迫振動。又可分為 無阻尼振動與 阻尼振動
  常見的簡諧運動有彈簧振子模型、單擺模型等。
  振動在機械行業中的應用:
  振動在機械中的應用非常普遍,例如在振動篩分行業中基本原理係藉電機軸上下端所安裝的重錘(不平蘅重錘),將電機的旋轉運動轉變為水平、垂直、傾斜的三次元運動,再把這個運動傳達給篩面。若改變上下部的重錘的相位角可改變原料的行進方向。
百科辭典 Encyclopedia
  zhendong
  振動
  vibration
    物體經過它的平衡位置所作的往復運動或某個物理量在其平均值(或平衡值)附近的來回變動。
    概述 振動是自然界最普遍的現象之一。大至宇宙,小至亞原子粒子,無不存在振動。各種形式的物理現象,包括聲、光、熱等都包含振動。人們生活中也離不開振動:心髒的搏動、耳膜和聲帶的振動,都是人體不可缺少的功能;人的視覺靠光的刺激,而光本質上也是一種電磁振動;生活中不能沒有聲音和音樂,而聲音的産生、傳播和接收都離不開振動。在工程技術領域中,振動現象也比比皆是。例如,橋梁和建築物在陣風或地震激勵下的振動,飛機和船舶在航行中的振動,機床和刀具在加工時的振動,各種動力機械的振動,控製係統中的自激振動,等等。
    在許多情況下,振動被認為是消極因素。例如,振動會影響精密儀器設備的功能,降低加工精度和光潔度,另劇構件的疲勞和磨損,從而縮短機器和結構物的使用壽命。振動還可能引起結構的大變形破壞,有的橋梁曾因振動而坍毀;飛機機翼的顫振、機輪的抖振往往造成事故;車船和機艙的振動會劣化乘載條件;強烈的振動噪聲會形成嚴重的公害。
    然而,振動也有它積極的一面。例如,振動是通信、廣播、電視、雷達等工作的基礎。50年代以來,陸續出現許多利用振動的生産裝備和工藝。 例如, 振動傳輸、振動篩選、振動研磨、振動拋光、振動沉樁、振動消除內應力等等。它們極大地改善了勞動條件,成十、百倍地提高勞動生産率。可以預期,隨着生産實踐和科學研究的不斷進展,振動的利用還會與日俱增。
    各個不同領域中的振動現象雖然各具特色,但往往有着相似的數學力學描述。正是在這種共性的基礎上,有可能建立某種統一的理論來處理各種振動問題。振動學就是這樣一門基礎學科,它藉助於數學、物理、實驗和計算技術,探討各種振動現象的機理,闡明振動的基本規律,以便剋服振動的消極因素,利用其積極因素,為合理解决實踐中遇到的各種振動問題提供理論依據。
    振動係統分類 機械振動是指機械係統(即力學係統)中的振動。任何力學係統,衹要它具有彈性和慣性,都可能發生振動。這種力學係統稱為振動係統。振動係統可分為兩大類,離散係統和連續係統。連續係統具有連續分佈的參量,但可通過集中參量法化為離散係統。
    按自由度劃分,振動係統可分類為有限多自由度係統和無限多自由度係統。前者與離散係統相對應,後者與連續係統相對應。
    離散係統由集中參量元件組成。力學係統中的集中參量元件有三種:質量、彈簧和阻尼器。它們都是理想化的力學模型。質量(包括轉動慣量)是衹具有慣性的力學模型。彈簧是不計本身質量,衹具有彈性的“模型”;彈性力和形變一次方成正比的彈簧,稱為綫性彈簧。阻尼器模型既不具有慣性,也不具有彈性。它是耗能元件,在運動時産生阻力;阻力與速度一次方成正比的阻尼器,稱為綫性阻尼器。
    離散係統在工程上有廣泛的代表性。例如,固定在混凝土基礎上的精密機床,基礎下面還鋪有彈性襯墊(圖1鋪有彈性襯墊的機床混凝土地基)。進行隔振分析時,需要考察機床和基礎的整體振動。這時,考慮到機床和基礎的彈性遠比襯墊小得多,故可略去其彈性而把它們視為集中質量;另一方面,襯墊的質量遠比機床和基礎的質量小得多,可以略去,而把襯墊看作彈簧;而襯墊本身的內摩擦以及基礎和周圍約束之間的摩擦起着阻尼的作用,可以把它們合在一起看作是一個阻尼器。因而,在隔振分析中,這一係統可簡化為離散係統(圖2簡化成離散係統)。 當然, 在分析機床本身的振動或機床、工件、 刀具係統的
英文解釋
  1. :  concussion,  shake,  bonncing,  beta vibration,  vibrate
  2. n.:  shakeup,  vibrating movement or sensation,  wave,  vibratory motion,  vibration,  vibrating,  vibrancy,  vibes,  oscillation,  libration,  jitter,  vibrato,  collision,  chattering,  buffeting
  3. v.:  quiver,  panting,  oscillate,   shake
  4. adj.:  vibrant
  5. vi.:  rattle,  pendulate,  chatter
  6. pref.:  vibra-
近義詞
顫動, 敲打, 搏動, 衝突, 碰撞, 振蕩, 衝擊, 撞擊, 動搖, 擺動, 心悸, 使某物, 悸動, 指心髒, 輕輕搖晃
搖動
寒顫, 寒戰, 哆嗦, 顫抖
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包含詞
振動計振動篩振動器振動的振動圖
振動鏡振動片振動性振動物振動體
振動子使振動振動膜振動板振動音