机械振动演示文稿(六).ppt

摩擦引起的自激运动也是很普遍的，常见的有琴弦的振动（提琴、胡琴），切削振动（切割加工 时刀具或工件的振动），甚至走路时皮鞋发出的吱吱声，开门或拔瓶塞时有的咬住而发出的吱轧声等，都与因接触面干燥、物体面存在着摩擦而引起振动有关。产生 这种振动的过程大致是这样的：当物体之间的接触面上有正压力及相对运动趋势时，会发生沿接触面的切向形变。当切向应力连续增加时，形变也相应增大，并在弹 性应力超过静摩擦力时，会产生“跳脱”或滑动──滑动摩擦小于静摩擦，而使弹性形变消失或减小，以后摩擦力再度增加，并重复以上的过程。这种跳跃式地摩擦 移动造成了弹性体的振动，就是摩擦引起的自激振动。在拉胡琴过程中，可视琴弓为恒定的接触面，琴弦为相对琴弓不断跳滑而振动的弹性体，手的拉弓力为单向的 外激励能源，弦在作出振动响应的同时提供了反馈信息，把持续性的能量输入调控成周期性地输入，使振动得以维持。 * * 第三章 自激振动 §3-1 自激振动现象和特点 ●日常生活大量存在 ●机械结构中的自激振动 ◆目前两种论点比较成熟： ① “负阻尼效应” ② “再生效应” 另外，从机床结构本身特性解释机床颤振的原因：“振型耦合原理”。 ●自激振动与自由振动，强迫振动有区别的另一类振动。 §3-2 自激振动的基本概念 一．自激振动的特征：（与自由振动，强迫振动比较） 1．? 自由振动：系统受初始干扰（例初始位移）系统产生自由振动：  a.周期性振动 b．振频 =固有频率 c．振幅逐渐衰减 2．? 强迫振动：有周期性力 作用,强迫振动：  a.振频=激频 b.等幅周期振动， [6-1] 3. 自激振动: 如图 当系统质量安放在以等速 运动皮带上，受到来自皮带磨擦力umg作用，一定条件下，系统可能产生自激振动。 磨擦系数 与质量块和皮带 间相对速度有关 ⅰ无振动： ⅱ受扰动产生振动 设磨擦力变化量 （与振动速度成正比） 稳定的皮带轮动力输入，使皮带稳定速度 条件下，皮带与质量块之间磨擦力可能激起不衰减振动:自激振动。 解： 其中 a.?????? 当c-a0时，振幅衰减 b.?????? 当c-a0时，振幅增大 c.?????? 当c-a=0时，相当无阻尼，等幅振动 [6-2] 自激振动主要特征： ●???? 自激振动与自由振动： 同点：都是没有周期性外力作用下产生的振动 异点：自由振动：振幅衰减，振幅大小与初始条件有关 自激振动：稳定的振幅，振幅与外界干扰无关，与本身参数有关。 分析：自激振动振幅不减，一定能吸取能量补偿阻尼消耗，相当于引入 一个负阻 尼，以补偿原本存在的正阻尼作用。 结论：自振系统一定存在能量输入环节 负阻尼作用，可以说：自激振动相当于负 阻尼稳定的自由振动。 ● 自激振动与强迫振动： 同点：等幅振动 异点：强迫振动：有外界周期性激励，振频=激频 自激振动 ：没有外界周期性激励，振频与系统本身参数有关（接近 ） 分析：自振系统有内部激发和维持振动的交变力作用在振动系统上。自振一停 止，这个交变力也同时消失。 结论：自振系统一定有一个调节环节，将非力的交变量转换为交变的内部激振力。 自激振动相当于由系统内部激振力引起的受迫振动。 [6-3] 二自激振动定义：在没有周期性外力作用下，存在非振荡性能源输入条件下，由系统内部激发及反馈的相互作用而产生的稳定的周期性振动,叫自激振动。 ． 二.自振系统的组成 ?????(1) 振动系统 （2）非振荡能源 （3）调节系统 自振系统中，振动系统的运动控制着调节系统的作用 ;调节系统所产生的交变力又控制着振动系统的作用，它们之间相互作用，相互制约，形成一个具有反馈特性的封闭系统。 自激振动不是“自给振动”.,能量上，并不能“自给自足”，需要外界能量供给，以补充由于不可避免的阻尼所造成能量耗散。 自激振动发生的两个条件： ???? ● 系统在平衡点附近的不稳定性； ?? ● 迫使系统的工作点略为偏离平衡点的 外 界扰动。 对自激振动研究着眼点和方法与自由振动和强迫振动不同：不研究引发振动的偶然扰动大小和形成，也不探讨这种扰动与它所激起的振动之间的关系，而是着重研究形成系统自身的不稳定性的机理与规律。 [6-4] 图（a