第四章(第6节)振动的危害与利用预案.ppt

4.6 振动的危害与利用 4.6 振动的危害与利用 4.6 振动的危害与利用 4.6 振动的危害与利用 4.6 振动的危害与利用 4.6 振动的危害与利用 4.6 振动的危害与利用 4.6 振动的危害与利用 4.6 振动的危害与利用 4.6 振动的危害与利用 4.6 振动的危害与利用 4.6 振动的危害与利用 4.6 振动的危害与利用 4.6 振动的危害与利用 4.6 振动的危害与利用 4.6 振动的危害与利用 4.6 振动的危害与利用 4.6 振动的危害与利用 1、汽车的振动 一辆汽车可能有的振源 第一，发动机非均匀运动，或发动机与车体的共振； 第二，路面不平，地面对车轮的作用。 针对第一类问题解决方案 一是提高发动机运转的平稳性，所以汽缸越多越好； 二是检测车体的共振频率，调整发动机转速，避开共振区。 主要技术 车体的共振频率检测是振动工程中一项重要的技术，它是应用已知激励与响应来获得系统特性，即系统识别。 1、汽车的振动 在工程中，激励通常由一个称为激振器的振源产生，一般它产生振动的频率是可调节的。在系统的某些敏感部位，安装一些位移或加速度传感器能检测与观察这些地方的振动情况。应用这个方法，可找出车体的各种固有频率，找到车体不同部位的振动情况，经综合分析后，最终选择一组最佳设计参数。由于计算机的发展，这部分也可在设计前由计算机计算出各种共振频率，称为模态分析。 针对第二类问题解决方案 只要车在不平坦的道路上行驶，这种振动就难以避免，因此只能采用隔振，即让道路上的振动尽量不要传到车体上来，使车身的运动幅度最小，并尽量避开一些使人体敏感的频率。 1、汽车的振动 隔振的具体措施：选择合适的隔振弹簧与阻尼器。 通常的方法如下： （1）了解振源情况。除了了解车体的振动情况外，主要要掌握各种不同路面的路况谱，这可通过实地检测而获得。由于各个国家的道路建设标准不一样，因此要开发适合一个国家的高级轿车必须掌握这个国家的路况谱。 （2）根据路况谱可计算出车在行驶过程中所受到的作用力F，并根据车体模型通过计算选出阻尼c与弹性k。由于F很复杂，可能有多种频率或方向的成分，因此，可能要用多个c与k。 （3）实验检测验证。将整辆汽车开到激振台上，激振台由计算机控制，产生与实测路况相近的振源，以检测车体的振动情况并对理论结果进行修正。 2、船舶的稳定 ●当初达尔文乘坐“贝格尔”号作环球旅行时，他在船上的5年(1831-1836)基本上是呕吐的5年。如今我们要乘游轮周游世界时，就不会有这种麻烦，因为当时的船几乎没有什么防振措施，而现在却不同了。 ●航行在大海或内河上的船只，只要发动机工作，总会引起不同程度的振动，轻微的振动是允许的，也是不可避免的。但如果干扰力过大或引起共振，则会产生剧烈的振动。这不仅会影响旅客和船员的休息与工作甚至健康，而且将引起船体局部结构或构件的破坏及设备的损伤，影响正常营运，可见振动控制与否至关重要。 2、船舶的稳定 ●对已建成的船舶，若发现严重的振动问题，要彻底根治一般是很困难的，而且花费的代价相当大。为了防患于未然，要求在设计阶段就进行必要的动力计算，并采用适当的防治措施。如果设计时没有仔细考虑到振动问题，建造的船极容易成为废品，这种例子在国内外造船史上有很多。 ●解决船在航行中产生振动问题的方法首先是分析振源。振源主要有两个来源： (1)是由船上柴油机和螺旋桨运动产生的； (2)是海浪的作用(主要是海轮)。 ●解决措施： (1)先防止共振，通过船体共振频率计算与测试掌握船体振动特性； 2、船舶的稳定 (3)其次是减轻局部强迫振动，一般通过对柴油机进行隔振、增加局部阻尼和安装消振器等来实现； (4)进行抵抗海浪冲击设计，如安装夫拉姆防摇摆水箱和安装横向水下侧翼等，如图4.6-1所示。 图4.6-1 安装了水下侧翼和防摆水箱的海轮 (2)再通过改变船体重量分布和螺旋桨转速等来避开共振频率峰； ●近年来随着微电子技术的发展，可以通过实时监测海浪的作用特性并及时变化侧翼方向和形状来抵消海浪振动，这种主动避振的方法在实际应用中取得了很好的效果，是未来抵御海浪振动的发展方向。 3、振动的利用 ◆在日常生活中，人们往往只看到了振动带来的危害。例如， ■运载工具的振动会使乘客感到不舒适； ■环境噪声使人烦燥不安； ■共振及次谐波共振动会引起机械设备、桥梁结构及飞机的破坏； ■地震使人民生命财产遭受巨大损失。 对于有害振动来说，往往需采取有效措施对振动加以