![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=1739158142-JvIIsKfrOqaE3DOzCemynXn9fJjHgKqP-0-6b45d49d6b5e33feae0116065ae334d3)
![](https://epubservercos.yuewen.com/698A35/16499778704705406/epubprivate/OEBPS/Images/image23.jpeg?sign=1739158142-84lAtpS2M4cSZqmwu3rF71CrdcBXv03q-0-9c635e1cda4bb8b3b547e538902358f9)
![](https://epubservercos.yuewen.com/698A35/16499778704705406/epubprivate/OEBPS/Images/image24.jpeg?sign=1739158142-QwUUqq7N6WLodVQsUKWALtwHg8tnhy4N-0-c0186414994ce384ae55053b3332090b)
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=1739158142-GaEiZXXJfR5kzsweoYd2MAfNSaUT4cwH-0-6027738ea051810cee7185a40ac37622)
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=1739158142-SMkWS6AAHeuytEo5xzNQVItFIezDCmqR-0-de68af9b8a496ee86a9e45340edcf48d)
![](https://epubservercos.yuewen.com/698A35/16499778704705406/epubprivate/OEBPS/Images/image29.jpeg?sign=1739158142-xxSk7aFlaR2BIwgcbHqDW5kL0vKc8Lht-0-7d4a3b7e9d4fe252e9bcd94b65a8c564)
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=1739158142-AcGFa8zu8zPV1mP2hloVDOX8CFjvI2p4-0-9daa15fef367af31ad20a8ba9df1c786)
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=1739158142-wdrBdfm5wvQPNT68BYxY9bfVx30JZ4fQ-0-31a79b08a917bfba51f8ff5b4725e239)
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=1739158142-WKXux9NMrS9Mm5tl6CX8hFAjbHjBu6Or-0-ca2c2dc9d75ac5677200a28c678e8092)
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=1739158142-ERD7GebN5iWMwwvQcxdxryv9Vp16ig69-0-05f71036f8f8cdb5933637c62d70a3d2)
![](https://epubservercos.yuewen.com/698A35/16499778704705406/epubprivate/OEBPS/Images/image34.jpeg?sign=1739158142-pYdrjDEM5POD6RGdID9CHr4EvMVDgeou-0-2d91c52e2828859b75c3f8d686c3d7b9)
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=1739158142-ZTEmMshg7CNnZAiqmWgzAGG76hN6f9g4-0-19a7cd4cca42150c308f7f0f5b1012ab)
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=1739158142-VWaLBTe0X6FDnRoI9aqP0G3q94yp7TFM-0-f1ecef9e7f51101f81c8c552be510593)
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=1739158142-FitBpnaLYgr5G8vrqw01KckVcNdVxaT1-0-bf8627b30bbe5a65296695ac1f7807b3)
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=1739158142-S2SHovvHUQ7YDh9MsgQJpYQtITGjoBbJ-0-e6fcf5ab368980ce348d728c9597c1e1)
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=1739158142-wAocbSP6caGHbo5Ely8B70KYDal6tOfE-0-f165833a5383f696dfaa6a530a088746)
![](https://epubservercos.yuewen.com/698A35/16499778704705406/epubprivate/OEBPS/Images/image40.jpeg?sign=1739158142-svdb6scWDPI4aDYPRCUR5PQFe0wkPREq-0-4289fc8eedee88babb485f9494fb0646)
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=1739158142-oCrs38FNCpprBkS0J1zTUnu6x7jyQoGK-0-b825b9403918ca669450ddf4932577d4)
![](https://epubservercos.yuewen.com/698A35/16499778704705406/epubprivate/OEBPS/Images/image42.jpeg?sign=1739158142-FLoZCjJmx24K1DEqH4fXIBxsF12Cn5DH-0-e5a3f05de29e3d64f31f78ccbe6d6732)
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=1739158142-x49jKafyL3MAPeWS4qPa6T8kMzT47L9L-0-959f9a860e072576ae61cda0044aeadb)