振動(vibration)是指物體圍繞它的平衡位置所作的往復(fù)運動或系統(tǒng)物理量在其平均值(或平衡值)附近來回變動。振動是自然界最普遍的現(xiàn)象之一，廣泛存在于日常生活或生產(chǎn)實踐中，如鐘擺的振動，琴弦的振動，心臟的搏動，耳膜和聲帶的振動等。

在工程技術(shù)領(lǐng)域中，振動現(xiàn)象更比比皆是，例如機車、車輛行駛時所引起的自身的振動以及支承它的線路、橋梁的振動;機器設(shè)備運轉(zhuǎn)時或地震時所引起的廠房或堤壩的振動;風(fēng)的脈動壓力使輸電線、煙囪、水塔、橋梁等建筑物產(chǎn)生的振動;船舶或飛機在航行中的振動等。

劇烈的振動可以造成結(jié)構(gòu)物或機件的破壞;對于精密儀器或機械加工，振動將影響其靈敏度或精確度;振動要消耗能量因而使機器的效率降低;振動及同時發(fā)生的噪聲使勞動條件惡化;飛機、車輛、船舶等的振動影響到乘客的身體健康，甚至危及安全等。應(yīng)該設(shè)法消除這些有害的振動或減輕其危害。

振動既有有害的一方面，也有有利的一方面。例如，工程機械中的振動打樁機、混凝土振動器、搗固機等，機械工業(yè)中的振動造型機、振動輸送機、脈沖鍛壓機等，以及地震儀等儀器，都是利用振動原理以達到提高工效或記錄振動的目的。

不同領(lǐng)域中的振動現(xiàn)象雖然各具特色，但往往有著相似的數(shù)學(xué)和力學(xué)描述。在這種共性的基礎(chǔ)上，有可能建立某種統(tǒng)一的理論來處理各種振動問題，振動力學(xué)就是這樣一門基礎(chǔ)學(xué)科，它借助于數(shù)學(xué)、物理、實驗和計算技術(shù)，探討各種振動現(xiàn)象的機理，闡明振動的基本規(guī)律，研究振動產(chǎn)生的原因，分析其運動規(guī)律，了解振動對機器、工程結(jié)構(gòu)及人體的影響，尋求控制、消除振動或利用振動的方法，最后達到機械系統(tǒng)或工程結(jié)構(gòu)能夠可靠地工作，并具有良好的動態(tài)性能。

振動義稱振蕩，有廣義定義和狹義定義，廣義定義是指任何一個物理量在某一量值附近發(fā)生周期性的變化。狹義定義是指物體在一定位置附近的往返運動，也叫機械振動。振動的不同分類方法從不同的角度反應(yīng)了振動的特性，按照激振源，將振動分為電磁振動和機械振動。

電磁振動是由電磁激振器產(chǎn)生的。電磁激振器(下圖)主要由電磁鐵、銜鐵、線圈、彈簧等組成，線圈中通入交流電后而產(chǎn)生變化磁場，電流經(jīng)半波整流，在電流的正半周，銜鐵和鐵芯之間產(chǎn)牛一對大小相等的脈沖電力，脈沖力使銜鐵向下或向上運動并拉伸或壓縮彈簧，使彈簧發(fā)生變形，儲存了一定的勢能;在負半周，電磁力消失，由彈簧儲存的勢能被釋放，產(chǎn)生了周期變化的電磁力，該電磁力作為激振力就可以維持持久而穩(wěn)定的振動。

機械振動一般通過機械結(jié)構(gòu)實現(xiàn)，如偏心電機、曲柄滑塊、偏心軸等，其中偏心電機是通過轉(zhuǎn)子軸兩端各安裝1組可調(diào)偏心塊，利用偏心塊的高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力，從而得到激振力。不同的機械機構(gòu)可產(chǎn)生不同的振動軌跡，從而有效地完成各種作業(yè)。振動電機(下圖)是實現(xiàn)機械振動的一種，在其上下軸兩端塒稱的位置上各安裝質(zhì)量相等、位置可調(diào)的扇形偏心塊，2塊為1組，由罩殼密封在內(nèi)，通過調(diào)整每組偏心塊的相對夾角，可實現(xiàn)激振力和振幅的無級凋整。

任何力學(xué)系統(tǒng)，只要它具有彈性和慣性，都可能發(fā)生振動。這種力學(xué)系統(tǒng)稱為振動系統(tǒng)。振動系統(tǒng)可分為兩大類，離散系統(tǒng)和連續(xù)系統(tǒng)。連續(xù)系統(tǒng)具有連續(xù)分布的參量，它是由弦、桿、軸、梁、板、殼等彈性元件組成的系統(tǒng)，有無窮多個自由度，數(shù)學(xué)描述為偏微分方程。離散系統(tǒng)是由彼此分離的有限個質(zhì)量元件、彈簧和阻尼構(gòu)成的系統(tǒng)，有有限個自由度，數(shù)學(xué)描述為常微分方程。

根據(jù)振動系統(tǒng)的自由度可分為有限多自由度系統(tǒng)和無限多自由度系統(tǒng)。有限多自由度系統(tǒng)與離散系統(tǒng)相對應(yīng)，又可分為單自由度系統(tǒng)的振動、兩個自由度系統(tǒng)的振動和多自由度系統(tǒng)的振動;無限多自由度系統(tǒng)則與連續(xù)系統(tǒng)相結(jié)合。連續(xù)系統(tǒng)可通過適當方式化為離散系統(tǒng)。

根據(jù)研究側(cè)重點的不同，可從不同的角度對振動進行分類。

1、根據(jù)振動系統(tǒng)的激勵類型分

①自由振動：系統(tǒng)受初始激勵后不再受外界激勵的振動。

②受迫振動：系統(tǒng)在外界控制的激勵作用下的振動。

③自激振動：系統(tǒng)在自身控制的激勵作用下的振動。

④參數(shù)振動：系統(tǒng)自身參數(shù)變化激發(fā)的振動。

2、根據(jù)系統(tǒng)的響應(yīng)類型分

①確定性振動：響應(yīng)是時間的確定性函數(shù)，根據(jù)響應(yīng)存在時間分為暫態(tài)振動和穩(wěn)態(tài)振動。前者只在較短的時間中發(fā)生，后者可在充分長時間中進行。根據(jù)響應(yīng)是否有周期性還可分為簡諧振動、周期振動、準周期振動、擬周期振動和混沌振動。

②隨機振動：響應(yīng)為時間的隨機函數(shù)，只能用概率統(tǒng)計的方法描述。

3、根據(jù)系統(tǒng)性質(zhì)分

①確定性系統(tǒng)和隨機性系統(tǒng)：若系統(tǒng)的特性可用時間的確定性函數(shù)給出，則這類系統(tǒng)稱為確定性系統(tǒng);系統(tǒng)特性不能用時間的確定性函數(shù)給出而只具有統(tǒng)計規(guī)律性的系統(tǒng)稱為隨機性系統(tǒng)。

②定常系統(tǒng)和參變系統(tǒng)：系統(tǒng)特性不隨時間改變的系統(tǒng)稱為定常系統(tǒng)，其數(shù)學(xué)描述為常系數(shù)微分方程。系統(tǒng)特性隨時間變化的系統(tǒng)稱為參變系統(tǒng)，其數(shù)學(xué)描述為變系數(shù)微分方程。

③線性系統(tǒng)和非線性系統(tǒng)：質(zhì)量不變、彈性力和阻尼力與運動參數(shù)成線性關(guān)系的系統(tǒng)稱為線性系統(tǒng)，其數(shù)學(xué)描述為線性微分方程。不能簡化為線性系統(tǒng)的系統(tǒng)稱為非線性系統(tǒng)，其數(shù)學(xué)描述為非線性微分方程。

一個實際振動系統(tǒng)應(yīng)該采用何種簡化模型，需要根據(jù)具體情況來確定。對于相同的振動問題，在不同條件下或為不同的目的，可以采用不同的振動模型。在有些情況下可以作近似簡化，例如，當外界激勵很小時，受迫振動可視為自由振動;當微幅振動時，非線性系統(tǒng)可近似作為線性系統(tǒng)處理。模型的建立及分析模型所得的結(jié)論，需通過實驗或?qū)嵺`的檢驗。

1、振動對人體的危害機理

人體可近似看成彈性體，骨骼近似為一般固體，但比較脆弱，而肌肉比較柔軟，并有一定的彈性。生物力學(xué)研究證明，人體全身垂直振動在4-8Hz處有一個最大的共振峰，稱為第一共振頻率，當身體各部分器官固有頻率與外界傳來的振動頻率一致和接近時，就會引起器官的共振，此時，器官受到影響和危害最大。

人體能夠感受得到的振動頻率在1-1000Hz，低頻率(20Hz以下)、大振幅的全身振動主要作用于前庭、內(nèi)臟器官。而當局部受振時，骨關(guān)節(jié)和局部肌肉組織受損較明顯。振動頻率與人體器官固有頻率一致時，可產(chǎn)生共振，使振動強度加大，作用加強，并加重了器官損傷，高頻率(40-300Hz)振動對末梢循環(huán)和神經(jīng)功能損害明顯。

許多振動工具產(chǎn)生的振動，其主頻段的中心頻率多為63Hz、125Hz、250Hz，容易引起外周血管的損傷，頻率一定時振動的強度(振幅、加速度)越大，對人體的危害越大。

2、振動對人體的危害

局部振動病或稱手臂振動病，是由于長期接觸過量的局部振動，引起手部末梢循環(huán)或手臂神經(jīng)功能障礙。

局部振動早期可出現(xiàn)肢端感覺異常、振動感覺減退，手部癥狀為手麻、手疼、手脹、手涼、手掌多汗，且多在夜間發(fā)生。其次為手僵、手顫、手無力，多在工作后發(fā)生，手指遇冷即出現(xiàn)缺血發(fā)白，嚴重時血管痙攣明顯，X射線片可見骨及關(guān)節(jié)改變。如果下肢接觸振動，以上癥狀出現(xiàn)在下肢。神經(jīng)衰弱綜合征多表現(xiàn)為頭痛、頭暈、失眠、乏力、心悸、記憶力減退及注意力不集中等。

全身振動是由于工作地點或座椅的振動，人體足部或臀部接觸振動，通過下肢軀干傳導(dǎo)至全身。全身振動可以對人體全身各系統(tǒng)產(chǎn)生影響，可以引起前庭器官刺激和植物神經(jīng)功能紊亂癥狀，強烈的全身振動，可使交感神經(jīng)處于緊張狀態(tài)，出現(xiàn)血壓升高、心率加快、胃腸不適等癥狀。

高頻振動的不良影響更為明顯。植物神經(jīng)功能紊亂，出現(xiàn)血壓、心率不穩(wěn)，指甲松脆，手顫，手多汗等，這些表現(xiàn)就是由于振動首先侵犯植物神經(jīng)中無髓鞘的神經(jīng)纖維所致。

振動病的患病率和嚴重程度取決于接觸振動的強度和時間，并隨振動強度加大而增高，隨接觸振動時間延長而加重。

振動的預(yù)防要采取綜合性措施，即消除或減弱振動工具的震動，限制接觸振動的時間，改善寒冷等不良作業(yè)條件，有計劃的對從業(yè)人員進行健康體檢，采取個體防護等。

1、減輕設(shè)備振動帶來的危害，消除或降低噪聲、振動源

①采用無聲或低聲設(shè)備代替強噪聲的設(shè)備，如將錘擊成型改為液壓成型等;將機械設(shè)備安裝在橡皮、軟木上，避免與地面直接接觸;將工具的金屬部件改用塑料或橡膠，以減弱因撞擊而產(chǎn)生的噪聲和振動。

②通過工藝改革，從工藝和技術(shù)上消除或減少振動源，如采用油壓機或水壓機代替氣(汽)錘、用水爆清砂或電液清砂代替風(fēng)鏟清砂、用焊接和粘接代替鉚接等，從根本上取消和減少手持風(fēng)動工具的危害。

③采取減振措施以減少手臂直接接觸振動源，如使用振動工具和工件作業(yè)，當單個手柄或工件的4h等能量頻率計權(quán)振動加速度超過5m/s2時，應(yīng)按相關(guān)規(guī)定縮短接振時間。

④選用動平衡性能好、振動小、噪聲低的設(shè)備，如設(shè)備上設(shè)置動平衡裝置，安裝減振支架、減振手柄、減振墊層、阻尼層等。

⑤減輕手持振動工具的重量等。

2、及時保養(yǎng)和維修設(shè)備，控制振動的傳播

①采取基礎(chǔ)隔振，它是將振動設(shè)備的基礎(chǔ)與基礎(chǔ)支撐面之間用減振材料(橡膠、軟木、泡沫乳膠、礦渣棉等)、減振器(金屬彈簧、橡膠減振器和減振墊等)等隔開，減少振源的振動輸出。

②在振源設(shè)備周圍地面上設(shè)置隔振溝、板樁墻等隔振層，切斷振波向外傳播的途徑。

③調(diào)整基礎(chǔ)重量、剛度、面積，使基礎(chǔ)固有頻率避開振源頻率，當錯開30%以上時就能防止發(fā)生共振。

3、限制作業(yè)時間，改善作業(yè)環(huán)境

在限制接觸振動強度還不理想的情況下，限制作業(yè)時間是防止和減輕振動危害的重要措施，應(yīng)制定合理的作息制度和工間休息制度;另一方面，改善寒冷、噪聲、毒物、高氣濕等作業(yè)環(huán)境，特別要注意防寒保暖。

4、做好個人防護

合理使用防護用品，也是防止和減輕振動危害的一項重要措施。

①穿戴防振手套、防振鞋等個人防護用品，使用手持振動工具的勞動者應(yīng)戴雙層襯墊的無指手套或襯墊泡沫塑料的無指手套，振動性工具的手柄溫度如能保持在40℃左右，對預(yù)防振動性白指有較好的效果;還要合理使用減振座椅等。

②就業(yè)前和工作期間定期進行職業(yè)健康體檢，對振動病患者應(yīng)給予必要的治療，爭取早期發(fā)現(xiàn)、及時治療，對反復(fù)發(fā)作者應(yīng)調(diào)離振動作業(yè)崗位。

5、加強職業(yè)衛(wèi)生教育和培訓(xùn)

①加強全員的技術(shù)訓(xùn)練，強化操作技能;

②進行職工健康教育培訓(xùn)，對新工人的人廠教育中增加職業(yè)衛(wèi)生的相關(guān)內(nèi)容;

③通過預(yù)防性衛(wèi)生監(jiān)督和經(jīng)常性衛(wèi)生監(jiān)督，嚴格執(zhí)行國家標準。

總之，振動是機械制造工業(yè)中較為常見的職業(yè)病有害因素，而振動的防治要采取綜合性措施，以盡可能避免或減輕振動職業(yè)病的危害。

隨著對振動噪聲問題的重視程度的不斷提高，人們不斷研究如何控制振動以達到機械設(shè)計要求。

振動隔離技術(shù)就是在被隔振子系統(tǒng)和基礎(chǔ)之間安裝一個隔振子系統(tǒng)，使傳遞到基礎(chǔ)上的振動達到良好的效果，它不需要對原有的機器設(shè)備建筑和結(jié)構(gòu)做任何的變動，只要在機器設(shè)備的底角上安上若干個隔離器就可以得到滿意的效果，這樣做省事、省工、簡便、費用少，因此受到人們的普遍歡迎。

傳統(tǒng)的以剛體基礎(chǔ)為假設(shè)的經(jīng)典隔振理論與高頻隔振的實際情況偏差較大，造成這種偏差的主要原因在于機器設(shè)備及基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)并非理想剛體，而是柔性系統(tǒng)，在高頻激勵下使傳遞率曲線出現(xiàn)很多諧振峰，影響隔振效果。

從系統(tǒng)耦合振動和結(jié)構(gòu)噪聲控制的觀點來看，應(yīng)將機器和柔性基礎(chǔ)作為一個完整的系統(tǒng)來考慮。傳統(tǒng)的隔振器安置多為平置式，即隔振器的彈性主軸和機器的慣性主軸平行。

但由于工程中很多實際條件的限制，不能更方便地實現(xiàn)解耦，工程中也往往考慮采用斜置式安裝。斜置式隔振系統(tǒng)具有垂向固有頻率低，橫向剛度大，可以解除移動和轉(zhuǎn)動振動方式的耦合等優(yōu)點。

隨著科技和生產(chǎn)的發(fā)展及近代電子技術(shù)和數(shù)字計算機的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用，使振動領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論和應(yīng)用技術(shù)的研究日益廣泛和深入。過去無法實現(xiàn)的復(fù)雜計算和測試皆可能實現(xiàn)，使振動的研究取得了突破陛的進展。

當前我國處在經(jīng)濟建設(shè)的高潮，大量的工程項目正在建設(shè)中，工程的設(shè)計，工程問題的分析處理，產(chǎn)品質(zhì)量的提高，設(shè)備有效運行的故障排除等，都提出了大量需要研究和解決的問題?？傊駝友芯康哪康氖翘骄抗こ虒嶋H中使研究對象發(fā)生振動的原因及其運動規(guī)律對機器、結(jié)構(gòu)物和人體的影響，尋找控制和消除振動的方法。振動的研究大致有以下幾個方面：

①確定系統(tǒng)的固有頻率，預(yù)防共振的發(fā)生;

②計算系統(tǒng)的動力響應(yīng)，以確定機器、結(jié)構(gòu)物受到的動載荷或振動的能量水平;

③研究平衡、隔振和消振方法，以消除振動的影響;

④研究自激振動及其他不穩(wěn)定振動產(chǎn)生的原因，以便有效地控制;

⑤進行振動檢測，分析事故原因及控制環(huán)境噪聲;

⑥振動技術(shù)的利用。

振動力學(xué)研究的內(nèi)容可以用下圖表示。系統(tǒng)是指所研究振動問題的對象、機械產(chǎn)品、工程結(jié)構(gòu)或零部件，它表征了系統(tǒng)本身的特征，如質(zhì)量(慣性)、彈性(剛度)、阻尼。激勵(輸入)是指外界對系統(tǒng)的作用，如初始干擾、外激振力等。響應(yīng)(輸出)是指系統(tǒng)在激威的作用下所產(chǎn)生的輸出(位移，速度和加速度)，通常稱為系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)。

從計算分析來看，只要已知其中兩者的情況即可求得第三者。從此意義來說，工程實際中所研究和所要解決的問題可分為以下幾類：

①響應(yīng)分析。在己知系統(tǒng)激勵和系統(tǒng)參數(shù)的情況下求系統(tǒng)響應(yīng)問題，它包括位移、速度、加速度和力的響應(yīng)，為計算結(jié)構(gòu)物的強度、剛度、允許的振動能量水平提供依據(jù)。

②系統(tǒng)設(shè)計。在已知系統(tǒng)激勵的情況下設(shè)計合理的系統(tǒng)參數(shù)，以滿足動態(tài)響應(yīng)或其他輸出的要求。這是使結(jié)構(gòu)具有良好動態(tài)性能非常重要的一步，同時它也依賴于前一個問題的解決，故在實際工作中這兩個問題是互相交替進行分析的。

③系統(tǒng)識別。在已知系統(tǒng)的激勵和響應(yīng)的情況下求系統(tǒng)的參數(shù)，以便了解系統(tǒng)的特性，這個問題稱為動力學(xué)反問題之一。目前較為有效的方法是采用測試技術(shù)和理論相結(jié)合的途徑。

④環(huán)境預(yù)測。在已知系統(tǒng)的輸出及系統(tǒng)參數(shù)的情況下，來確定系統(tǒng)的輸入，以判別系統(tǒng)的環(huán)境特性。

振動分析技術(shù)通過采集風(fēng)力機組傳動系統(tǒng)中各軸承處的振動數(shù)據(jù)和波形，以振動理論為依據(jù)，經(jīng)過振動頻譜分析診斷，可以準確判斷出故障軸承點及故障程度，提高工作效率。振...[查看全部]

機械振動是物體或質(zhì)點在其平衡位置附近所作的往復(fù)運動。振動的強弱用振動量來衡量，振動量可以是振動體的位移、速度或加速度。機械設(shè)備因振動會產(chǎn)生較大的動載荷和噪聲，從而影響其工作性能和使用壽命，嚴重時會導(dǎo)致零、部件的早期失效。

機械振動現(xiàn)象在日常生活和工程中經(jīng)常碰到。例如鐘擺的擺動、船只和車輛的振動、各種機器和儀表的振動等。隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，機械振動已日益成為解決工程技術(shù)問題不可缺少的一門學(xué)科。

機械振動伴隨有噪聲會引起工作人員的疲勞，降低生產(chǎn)效率。由于現(xiàn)代機械結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜，運動速度日益提高，振動的危害更為突出。

另一方面，機械設(shè)備利用機械振動的原理，產(chǎn)生所需的振動，例如利用設(shè)備的振動可以完成打樁、壓路、研磨、造型等各項工作。所以研究機械振動的目的就是要認識和掌握振動的基本規(guī)律，避免和減少振動的危害，充分利用其有利的一面。

1656-1657年，荷蘭的惠更斯首次提出物理擺的理論，并創(chuàng)制了單擺機械鐘。

20世紀初，人們關(guān)心的機械振動問題主要集中在如何避免共振，因此，研究的重點是機械結(jié)構(gòu)的固有頻率和振型的確定。

1921年，德國的霍爾澤提出解決軸系扭轉(zhuǎn)振動的固有頻率和振型的計算方法。

20世紀30年代，機械振動的研究開始由線性振動發(fā)展到非線性振動。

20世紀50年代以來，機械振動的研究從規(guī)則的振動發(fā)展到用概率和統(tǒng)計的方法才能描述其規(guī)律的不規(guī)則振動——隨機振動。

隨著自動控制理論和電子計算機技術(shù)的發(fā)展，過去認為困難的多自由度系統(tǒng)的計算，已成為容易解決的問題。振動理論和實驗技術(shù)的發(fā)展，使振動分析成為機械設(shè)計中的一種重要工具。

機械振動有不同的分類方法。按產(chǎn)生振動的原因或輸入類型可分為自由振動、受迫振動和自激振動;按振動的規(guī)律可分為簡諧振動、非諧周期振動和隨機振動;按系統(tǒng)類型或振動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)的特性可分為線性振動和非線性振動;按系統(tǒng)

阻尼振動是指，由于振動系統(tǒng)受到摩擦和介質(zhì)阻力或其他能耗，而使振幅隨時間逐漸衰減的振動，又稱減幅振動、衰減振動。由于外界的摩擦和介質(zhì)阻力總是存在，在振動過程中要不斷克服外界阻力做功，消耗能量，振幅就會逐漸減小，經(jīng)過一段時間，振動就會完全停下來。

在任何一個動力學(xué)系統(tǒng)中，都存在某種形式的機械能耗散。在系統(tǒng)建模中，如果與系統(tǒng)中初始激勵時總機械能相比，在感興趣時間歷程內(nèi)耗散的機械能較小，那么阻尼可以忽略。即使對于高阻尼比系統(tǒng)，進行忽略阻尼項的分析也是有用的。這是為了研究幾個關(guān)鍵的動態(tài)特性，如模態(tài)參數(shù)(無阻尼固有頻率和振動模態(tài))。

有若干種類型阻尼屬于機械系統(tǒng)的內(nèi)在表現(xiàn)。如果以這種方式提供的有效阻尼值不足于系統(tǒng)本身功能的發(fā)揮，那么外部阻尼裝置可以添加進來，既可以在最初的設(shè)計階段，也可以在隨后系統(tǒng)設(shè)計修改階段。在研究機械系統(tǒng)時，有三種主要的阻尼機理很重要。它們是：

①內(nèi)部阻尼(材料的)。

②結(jié)構(gòu)阻尼(在鉸鏈和界面處)。

③流體阻尼(通過流體一結(jié)構(gòu)相互作用)。

內(nèi)部(材料)阻尼來自于材料內(nèi)部各種各樣微觀和宏觀過程的機械能耗散。結(jié)構(gòu)阻尼產(chǎn)生于機械結(jié)構(gòu)各部件之間相對運動引起的機械能的耗散，這些部件存在一個共同接觸點、鉸接點或支撐物。流體阻尼產(chǎn)生于一個機械系統(tǒng)或它的部件在流體中移動時拖拉力和關(guān)聯(lián)的動態(tài)相互作用引起的機械能耗散。

兩種通用的外部阻尼器可以直接添加到機械系統(tǒng)上，用來改善系統(tǒng)的能量耗散特性。這兩種阻尼器是：①被動阻尼器。②主動阻尼器。

被動阻尼器是通過各種運動來消耗能量的裝置，不需要外界提供功率或使用作動器。主動阻尼器擁有需要外界提供功率的作動器。它們通過主動地控制需要阻尼的系統(tǒng)的運動來工作。阻尼器可能會被視為振動控制器。

物體做阻尼振動時，除了受到一個線性回復(fù)力F=-kx之外，還受到一個與運動方向相反的阻力。實驗表明，在氣體或液體中運動

振動時效技術(shù)是對工件施加變化的循環(huán)載荷來消除和減少內(nèi)部殘余應(yīng)力。該技術(shù)具有耗能少、效果顯著、無污染、處理快速等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于消除焊接件、重型工件的殘余應(yīng)力。

振動時效是用激振設(shè)備在構(gòu)件殘余應(yīng)力集中處施加等幅交變循環(huán)激振力，構(gòu)件在共振狀態(tài)下獲得較大的激振動應(yīng)力，在某個方向上的合應(yīng)力超過材料的屈服極限，該處會產(chǎn)生屈服變形，引起殘余應(yīng)力松弛并釋放出來，使殘余應(yīng)力均勻分布。這種方法不僅能有效地降低峰值殘余應(yīng)力，而且能使整體殘余應(yīng)力值下降。

下圖為金屬材料受等幅交變應(yīng)變εB-εC作用時的應(yīng)力應(yīng)變曲線，圖中OA為彈性載荷段，構(gòu)件的初始殘余應(yīng)力為σA，ACB是第一次發(fā)生屈服變形后的應(yīng)力應(yīng)變曲線。構(gòu)件內(nèi)的總應(yīng)力超過屈服點而發(fā)生變形，在C處殘余應(yīng)力沿彈性卸載荷線CB 下降，經(jīng)過D點后曲線偏離CB 至B點，完成一次交變應(yīng)變循環(huán)。經(jīng)過多次交變循環(huán)后，曲線循環(huán)穩(wěn)定為C E B EC ，此時殘余應(yīng)力由σA減小至σE，殘余應(yīng)力減小至穩(wěn)定的過程就是振動時效宏觀機理的直觀表示。

要消除或減小工件中的殘余應(yīng)力，必須滿足以下條件：

(1)構(gòu)件內(nèi)部殘余應(yīng)力與激振器施加的激振動應(yīng)力疊加后的總應(yīng)力應(yīng)超過材料屈服極限。即σ殘+σ動 σs，其中：σ殘為構(gòu)件內(nèi)部殘余應(yīng)力，σ動為激振動應(yīng)力，σs為材料的屈服極限。

(2)隨著振動時效時間的增長，構(gòu)件內(nèi)部的殘余應(yīng)力會由于發(fā)生塑性屈服而下降。當殘余應(yīng)力降低到與振動應(yīng)力疊加后等于新的屈服極限時，構(gòu)件內(nèi)的將達到平衡，使構(gòu)件尺寸穩(wěn)定性得到提高。

(3)殘余應(yīng)力隨時效振動的進行而降低，并最終達到平衡，如果要繼續(xù)降低σ殘，就必須增大σ動，否則在構(gòu)件達到平衡后的振動是無效的。

從微觀角度來看，殘余應(yīng)力降低的本質(zhì)是通過某種微觀或局部的塑性變形使構(gòu)件中的彈性應(yīng)變能逐漸釋放的過程。構(gòu)件晶體內(nèi)有大量位錯存在，在

振動泛指物體在某一位置附近的往復(fù)運動。這里的物體既可以是飛機、車輛、船舶和建筑等大型宏觀物體，也可以是微粒、分子、原子和光子之類的微觀物質(zhì)。

振動是一種常見的力學(xué)現(xiàn)象，任何物體只要有慣性和彈性，在激勵作用下就會發(fā)生振動。引起機械或結(jié)構(gòu)振動的原因是各種各樣的，例如：

旋轉(zhuǎn)機械轉(zhuǎn)動質(zhì)量的不平衡分布，傳動裝置中齒輪加工誤差，軸承的缺陷和不良潤滑等都會引起機器的振動;汽車在不平路面上行駛會導(dǎo)致車身振動，車輛通過橋梁時會使橋梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生振動;飛機與空氣作用、海浪與船舶作用都可以導(dǎo)致飛機與船舶結(jié)構(gòu)的振動;大橋或高層建筑在地震波和風(fēng)的作用下同樣會產(chǎn)生振動。

對于多數(shù)機器和結(jié)構(gòu)來說，振動帶來的是不良后果。振動會降低機器的使用性能，如機床振動會降低工件的加工精度，測量儀器在振動環(huán)境中無法正常使用，起重機振動使貨物裝卸或設(shè)備吊裝發(fā)生困難。

由于振動，機器和結(jié)構(gòu)會受到反復(fù)作用的動載荷，這將降低機器和結(jié)構(gòu)的使用壽命，甚至導(dǎo)致災(zāi)難性的破壞性事故。如大橋因共振而毀壞，煙囪因風(fēng)致振動而倒塌，汽輪機軸因振動而斷裂，飛機因顫振而墜落等。

雖屬罕見，但都有記錄。1940年美國華盛頓州Tacoma海峽大橋通車僅四個月就因為8級大風(fēng)引起顫振而坍塌。此外，機器和結(jié)構(gòu)振動往往伴隨著噪聲，這是由于振動在機器或結(jié)構(gòu)小傳播時會輻射聲音，從而形成噪聲。

振動和噪聲對環(huán)境造成影響，嚴重時可以損害人體健康。振動傳遞給人體，除了引起不適，還會影響操作人員對機器或設(shè)備的操控，降低工作效率。人如果較長時間暴露于振動噪聲環(huán)境中，會感到身心疲憊;振動噪聲嚴重超標時將損害人的聽力和運動機能。

當然振動并非全無是處，也有可以利用的方面。例如，工廠里使用的振動輸送機和振動篩、道路使用的振動壓路機和鐵路使用的碎石道床搗固車、建筑工地使用的風(fēng)鎬和混凝土澆搗工具、日常使用的鐘表、電子按摩裝置和很多樂器都是利

振動檢測是針對旋轉(zhuǎn)設(shè)備的各種預(yù)測性維修技術(shù)中的核心部分，振動檢測具有直接、實時和故障類型覆蓋范圍廣的特點。其它預(yù)測性維修技術(shù)：如紅外熱像、油液分析、電氣診斷等則是振動檢測技術(shù)的有效補充。

一臺設(shè)計合理的機器，其固有振級也很低。但當機器磨損、基礎(chǔ)下沉、部件變形、連接松動時，機器的動態(tài)性能開始出現(xiàn)各種細微的變化，如軸不對中、部件磨損、轉(zhuǎn)子不平衡、配合間隙增大等。所有這些因素都會在振動能量的增加上反映出來。因此，振動加劇常常是機器要出故障的一種標志，而振動是可以從機器的外表面檢測到的。

過去，設(shè)備工程師根據(jù)經(jīng)驗靠手摸、耳聽來判斷機器是否正?；蚱涔收鲜欠裨诎l(fā)展。但如今機器的轉(zhuǎn)速較高，許多起警告性的振動出現(xiàn)在高頻段，因此，只有用儀器才能檢測出來。

1、常規(guī)監(jiān)測

設(shè)備正常運轉(zhuǎn)時，使用筆式測振儀檢測設(shè)備旋轉(zhuǎn)部位的振動值，主要是振動速度，測量軸向、垂直方向和水平方向的振速并記錄作為參考值。

崗位巡檢人員在日常檢測發(fā)現(xiàn)測量值發(fā)生變化時，通常先檢查連接部件是否松動，能停機的設(shè)備可檢查軸對中、軸承游隙或軸承與軸和軸承座的配合間隙等，不能停機的設(shè)備則使用振動頻譜儀進行精密檢測，分析振動頻譜，找出是否為動平衡原因或其他原因。

據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計，利用簡易診斷儀器可以解決設(shè)備運行中50%的故障。由此可見，簡易診斷在設(shè)備管理與維修中具有重要作用。

2、精密監(jiān)測

精密監(jiān)測是通過振動頻譜儀檢測設(shè)備振動頻譜圖，分析各頻率對應(yīng)的振動速度分量，如某一頻率的振動速度分量超限，可對比常見振動故障識別表判斷故障點。

振動頻率的計算：設(shè)備運轉(zhuǎn)部位的工頻振動頻率(Hz)=轉(zhuǎn)速(r/min)/60，如某風(fēng)機的轉(zhuǎn)速為960r/min，則其工頻振動頻率為16Hz。工頻振動頻率通常稱為轉(zhuǎn)動頻率。

常用的振動監(jiān)測方法有波形、頻譜、相位分析及解調(diào)分析法。

頻譜圖顯示振動信號中的各種頻率成分

全振動是物體的運動狀態(tài)(位置、速度、加速度)，從某一時刻起到再次恢復(fù)到與該時刻相同狀態(tài)所經(jīng)歷的過程。完成一次全振動的時間是相同的(即一個周期)。

1、什么是振動，全振動又是什么?

振動的解釋：物體的全部或一部分沿直線或曲線往返顫動，有一定的時間規(guī)律和周期。

全振動的解釋：全振動是從任一時刻起，物體的運動狀態(tài)(位置、速度、加速度)，再次恢復(fù)到與該時刻完全相同所經(jīng)歷的過程。

2、什么叫一次全振動?

一次全振動是指從某一振動狀態(tài)出發(fā)，又回到該振動狀態(tài)所發(fā)生的振動。振動狀態(tài)是由振動位移的大小、方向和速度的大小、方向決定的，只有當兩個振動狀態(tài)的位移(包括大小和方向)和速度(包括大小和方向)都相同時，這兩個振動狀態(tài)才相同，經(jīng)歷這樣兩個振動狀態(tài)所花的時間而且應(yīng)是最短的時間才是周期。

3、一次全振動有多少次振幅?

振動物體離開平衡位置的最大距離叫振動的振幅。振幅在數(shù)值上等于最大位移的大小。振幅是標量，單位用米或厘米表示。振幅描述了物體振動幅度的大小和振動的強弱。

振動質(zhì)點經(jīng)過一次全振動后其振動狀態(tài)又恢復(fù)到原來的狀態(tài)。強調(diào)：“恢復(fù)到原來狀態(tài)”指與原來的位置、速度、位移、加速度等大小和方向都相同的狀態(tài)。故振動物體一次全振動所經(jīng)過的路程為4A。

所以：是4次振幅。

4、一次全振動算幾個周期?

一次全振動為一個周期，周期：物體完成一次全振動所需的時間。

頻率=周期的倒數(shù)，表示單位時間內(nèi)全振動的次數(shù)。

5、做簡諧運動的物體完成一次全振動的意義?

速度和加速度第一次同時恢復(fù)原來的大小和方向所經(jīng)歷的過程。

6、單擺的一次全振動是經(jīng)過幾次最低點?

如果開始位置不是在最低點，則在一次全振動是經(jīng)過2次最低點。

如果開始位置在最低點，則以后在一次全振動是經(jīng)過3次最低點(含初始時刻和結(jié)束時刻)。

7、為什么不同始點完成一次全振動所用時間會一樣呢?

一個周期振動的路程是4個

振動分析技術(shù)通過采集風(fēng)力機組傳動系統(tǒng)中各軸承處的振動數(shù)據(jù)和波形，以振動理論為依據(jù)，經(jīng)過振動頻譜分析診斷，可以準確判斷出故障軸承點及故障程度，提高工作效率。

振動數(shù)據(jù)分析主要包括時域、頻域、時頻域等分析方法。時域信號特征主要有峰值、均值等有量綱參數(shù)，峭度、脈沖因數(shù)等無量綱參數(shù)，以及概率分布特征等。通過時域分析可以判斷出軸承故障的發(fā)展趨勢。

為了精確判斷故障發(fā)生部位、故障程度，需對振動數(shù)據(jù)進行頻域分析。在軸承故障的頻域分析中，振動信號的頻譜圖直觀的表達出信號中的頻率成分以及各頻率成分的能量大小。

快速傅里葉變換(FFT)在故障分析領(lǐng)域中起著非常重要的作用，通過雜亂無章的時域波形圖變換成直觀、有規(guī)律的頻譜圖。在FFT的基礎(chǔ)上進行包絡(luò)分析、共振解調(diào)分析等，可實現(xiàn)對軸承故障早期的精密診斷。

滾動軸承不同部位處發(fā)生故障，其頻譜和波形特征不同，故障程度不同，其波形振幅也不同。頻譜分析據(jù)于此特征從而判斷出軸承故障發(fā)生的部位和程度。

①徑向振動在軸承故障特征頻率及其低倍頻處有波峰，若有多個同類型故障，則在故障特征頻率的低倍頻處有較大的峰值;

②軸承內(nèi)滾道故障特征頻率有邊帶，邊帶間隔為1倍頻的倍數(shù);

③滾動體特征頻率處有邊帶，邊帶間隔為保持架故障特征頻率;

④若在加速度頻譜的中高區(qū)域突然有峰群生出，表明有疲勞故障;

⑤徑向診斷時域波形有垂直復(fù)沖擊跡象，其波峰系數(shù)大于5，表明故障產(chǎn)生了高頻沖擊現(xiàn)象。

一、軸承座振動

1、轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡引起的振動

在現(xiàn)場發(fā)生的風(fēng)機軸承振動中，屬于轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡的振動占多數(shù)。

造成轉(zhuǎn)子質(zhì)量不平衡的原因主要有：

葉輪磨損(主要是葉片)不均勻或腐蝕;葉片表面有不均勻積灰或附著物(如鐵銹);機翼中空葉片或其他部位空腔粘灰;主軸局部高溫使軸彎曲;葉輪檢修后未找平衡;葉輪強度不足造成葉輪開裂或局部變形;葉輪上零件松動或連