振动利用工程作业

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1、 论 文 作 业 振动利用工程的认识及应用举例作者姓名：指导教师：学校：东北大学机械工程与自动化学院学科类别：工科学科专业名称：机械评阅人：东 北 大 学2012年11月 摘 要振动是在日常生活和工程实际中普遍存在的一中现象，也是整个力学中最重要的研究领域之一。所谓机械振动，是指物体（或物体系）在平衡位置（或平均位置）附近来回往复的运动。在机械振动过程中，表示物体运动特征的某些物理量（如位移、速度、加速度等）将时而增大、时而减小地反复变化。在工程实际中，机械振动是非常普遍的，钟表的摆动、车厢的晃动、桥梁与房屋的振动、飞行器与船舶的振动、机床与刀具的振动、各种动力机械的振动等，都是机械振动。关键

2、词：机械振动；振动利用工程；体外冲击波碎石机 目 录1.1 振动系统模型31.2振动的分类31.3振动利用的应用与发展41.3.1 振动机械与振动仪器及其根关技术41.3.2 非线性振动利用技术的应用与发展42.5 波动与波能利用技术的应用和发展7参考文献14致 谢16 1.机械振动概述振动是在日常生活和工程实际中普遍存在的一中现象，也是整个力学中最重要的研究领域之一。所谓机械振动，是指物体（或物体系）在平衡位置（或平均位置）附近来回往复的运动。在机械振动过程中，表示物体运动特征的某些物理量（如位移、速度、加速度等）将时而增大、时而减小地反复变化。在工程实际中，机械振动是非常普遍的，钟表的摆动

3、、车厢的晃动、桥梁与房屋的振动、飞行器与船舶的振动、机床与刀具的振动、各种动力机械的振动等，都是机械振动。1.1 振动系统模型模型就是将实际事物抽象化而得到的表达。例如，力学中的质点、刚体、梁、板、壳、质量-弹簧系统等都是模型。振动系统模型按系统的不同性质可分为：离散系统与连续系统、常参数系统与变参数系统、线性系统与非线性系统、确定系统与随机系统等。1) 离散系统与连续系统。2) 常参数系统与变参数系统。3) 线性系统与非线性系统。4) 确定系统与随机系统。1.2振动的分类机械振动有不同的分类方法。按产生振动的原因可分为自由振动、受迫振动和自激振动；按振动的规律可分为简谐振动、非谐周期振动和随

4、机振动;按振动系统结构参数的特性可分为线性振动和非线性振动；按振动位移的特征可分为扭转振动和直线振动。1) 自由振动。2) 受迫振动。3) 自激振动。1.3振动利用的应用与发展1.3.1 振动机械与振动仪器及其根关技术线性和非线性振动利用技术多数是通过能产生振动的机械设备或仪器，即振动机械会经或振动仪器来完成的，振动机械或振动仪器作为一种特殊的设备或装置已在工业生产中得到广泛的应用。振动机械或仪器有着广泛的用途，例如给料和输送、筛分和烘干、破碎和清理、成型和压实、振捣和打拔、试验和测示、监测和诊断以及其他用途等。据初步统计，振动机械和仪器的用途和种类已达百余种，它们在工业、农业、国防以及人类生

5、活的各个方面发挥着重要的作用。随着科学技术的发展，利用振动的新工艺不断出现，下面举出若干应用实例：1) 振动破碎机的应用。2) 振动摊铺及振动压路。3) 振动成型与整形工艺。1.3.2 非线性振动利用技术的应用与发展在前面列举的振动机械与仪器中，按其线性和非线性的特性可分为线性或似线性(近似于线性)及非线性两大类。在非线性振动机械和仪器设备中，有一部分是为了获得良好的工效有意识地采用系统的非线性特性，另有一部分则是非有意识地、而是在工作过程中自然地存在非线性的性质。目前非线性振动系统或非线性振动特性的利用技术得到了迅猛的发展，其具体内容可做以下简单介绍。1) 具有分段摩擦或具有冲击和分段惯性力

6、振动系统的利用。2) 光滑非线性振动系统的利用。3) 分段线性非线性振动系统的利用。4) 非线性滞回系统的利用。5) 非线性自激振动系统的利用。6) 冲击非线性振动系统的利用。7) 慢变参数振动系统能利用。8) 频率俘获原理的应用。9) 分岔解的利用。10) 混沌的工程应用。2.振动利用工程概述 振动与波是20世纪后半期发展起来的一种具有广泛应用价值的科学技术,目前还正处在迅速发展过程中，由于该种技术与工农业生产联系十分密切,能创造巨大的经济效益与社会效益,并能为人类生活提供良好的服务,现今已成为工农业生产与人民日常生活必要的机制。 2.1振动利用工程”的概念由于“振动利用工程”牵涉面很广,涉

7、及的领域及其相关的学科较多,应用范围及其分布十分零散。因此,给它的系统和深入的研究带来较大难度,这也可能是目前其他国家未能对这一学科进行系统研究与总结的主要原因。中国首先提出了“振动利用工程”学科的新概念并进行了综合与总结。振动利用工程是研究振动与波利用的理论、技术及设备的一门新兴的学科。它是机械振动学三个主要分支（机械振动的理论基础、机械振动的控制和机械振动的利用）中与人类生活和生产联系十分密切的一个分支，振动利用工程是融机械学、力学、电工学与电子学、控制理论等为一体的交叉学科，是一门面向工程实际的技术科学。在人类生活与生产等各个方面均获得广泛应用，并已扩展到生物工程与社会经济等众多领域，目

8、前它正处在迅速发展过程中，由于该学科所涉及的有关技术与工农业生产及人类生活联系十分密切，已正真成为人类生产活动与生活过程中一种不可缺少的手段与必要的机制。振动（包括波动）按其类型可分为：线性与近似于线性的振动、非线性振动、波动以及电磁振荡等，因此，相应地可把振动的利用划分为在这些方面的应用。振动与波不仅已广泛应用工程技术部门，目前正在向信息技术、生物工程、社会经济领域以及人类日常生活的各个方面，预计它还会得到更进一步的发展。2.2振动利用工程的理论框架通过对“振动利用工程”的研究，将该学科划分为：线性与近似于线性振动的利用、非线性振动的利用、波及波能的利用、电磁振荡原理的应用，以及振动与波在生

9、物工程和社会经济领域及气象学中的利用等，为“振动利用工程”学科构建起了理论框架（图1）。 图 1 线性与非线性振动与波的应用领域2.3完善了该学科某些分支的理论通过研究，对“振动利用工程”学科的多个分支提出了相应的理论，这些理论在闻邦椿院士撰写的6部著作及相关的300余篇论文中已有叙述，为该学科奠定了理论基础。目前闻邦椿课题组研究取得的有些理论和成果，已编入机械工程手册机械振动篇、机械振动手册和振动与冲击手册等手册中。2.4研究出多种新型振动机构下面仅举出 6 种新型振动机构： 图2 惯性共振式概率筛 图3 惯不对称弹性力的非线性弹簧摇床 图4 软式与硬式组合的非线性共振动筛 图5 内外圆锥组