[Conceptos básicos de la vibración] Concepto de vibración mecánica y clasificación de vibraciones.

1 Concepto de vibración mecánica

(1) Vibración: La vibración generalmente se refiere al movimiento alternativo de un objeto en una determinada posición. El ligero movimiento hacia adelante y hacia atrás de una máquina o estructura cerca de su posición de equilibrio a menudo se denomina vibración mecánica, o vibración para abreviar. La vibración mecánica es un fenómeno mecánico común. Mientras cualquier objeto tenga inercia y elasticidad, vibrará al ser estimulado.

(2) Sistema: En la teoría de las vibraciones, la estructura o máquina estudiada se denomina generalmente sistema.

(3) Incentivo: El efecto externo sobre el sistema y la fuerza generada por el movimiento de la máquina se convierten en incentivos o insumos.

(4) Respuesta: La vibración de maquinaria y estructuras bajo excitación se convierte en la respuesta o salida.

Tres problemas básicos en vibración mecánica:

La primera categoría: conocer la excitación y el sistema, y ​​encontrar la respuesta;

La segunda categoría: conocer la excitación y respuesta, encuentra el sistema;

La tercera categoría: conoce el sistema y la respuesta, encuentra la excitación.

2 Clasificación de las vibraciones

1) ¿Vibración libre y vibración forzada

? El sistema vibra después de una perturbación inicial, la excitación no continúa durante las vibraciones posteriores y el sistema no se ve afectado por fuerzas externas. Esta vibración es vibración libre. Su característica es que durante el proceso de vibración del sistema, no se seguirá ingresando energía externa. Si no se pierde ningún exceso de energía durante la vibración libre del sistema, el sistema seguirá vibrando.

La vibración del sistema bajo la acción de una fuerza externa es vibración forzada. Esta fuerza externa puede ser periódica o no periódica. La vibración generada por las máquinas ordinarias durante el funcionamiento normal es una vibración forzada y la fuerza externa en este momento es periódica. Si la fuerza externa de entrada es la misma que la frecuencia natural de la máquina, la máquina producirá * * * vibración y la amplitud de vibración de la máquina será bastante grande, lo que provocará daños al equipo y otros efectos.

2) Vibración no amortiguada y vibración amortiguada

Cuando se aprendía la fricción en el pasado, el estado de funcionamiento ideal era "suave", pero en la vida real, "suave" es difícil de lograr. De manera similar, en la teoría de las vibraciones, existe un concepto similar al de "suavidad", y la amortiguación es un mecanismo y dispositivo que consume energía. Si no hay efecto de amortiguación (no hay consumo de energía) durante la vibración del sistema, se denomina vibración no amortiguada; de lo contrario, se trata de vibración amortiguada; La amortiguación siempre existe en la práctica de la ingeniería. La amortiguación tiene un efecto muy importante sobre la vibración obtenida por la * * vibración, pero tiene poco efecto sobre la vibración lejos de la * * * zona de vibración.

3) Vibración lineal y vibración no lineal

Si los componentes contenidos en el sistema como resortes, masas, amortiguaciones, etc. siguen leyes lineales, entonces el sistema es lineal, y la La vibración del sistema lineal se llama vibración lineal. Si los componentes del sistema solo contienen componentes que no siguen leyes lineales, el sistema se llama sistema no lineal y su vibración se llama vibración no lineal. Para sistemas lineales, el sistema puede satisfacer el principio de superposición, lo que proporciona comodidad para resolver las ecuaciones de movimiento del sistema. La solución de sistemas no lineales será más difícil que la de los sistemas lineales, y las vibraciones no lineales exhibirán propiedades que las vibraciones lineales no presentan.

4) Vibración determinista y vibración aleatoria

Si la excitación que actúa sobre el sistema y el sistema de vibración en estudio son ambos deterministas, entonces la vibración del sistema bajo excitación determinista también lo es determinista, es decir, vibración determinista.

Si la excitación que actúa sobre el sistema es incierta, es una excitación aleatoria, y la vibración bajo esta excitación es una vibración aleatoria. Por ejemplo, cuando un motor de puerto grande funciona en la orilla del mar, la excitación de la carga del viento es aleatoria, la mayoría de las excitaciones ambientales son aleatorias y la vibración causada por el motor de puerto también es aleatoria. Los cambios en las excitaciones ambientales, como la carga del viento y las olas, a lo largo del tiempo no se pueden determinar, pero obedecerán ciertas leyes estadísticas. Podemos estudiar las características estadísticas de esta señal y obtener algunos patrones de estas señales.