Question

什么叫机械振动

Answer 1

【机械振动】物体在某一位置附近来回往复地运动，称为“机械振动”。例如，弹簧振子、摆轮、音叉、琴弦以及蒸汽机活塞的往复运动等等。凡有摇摆、晃动、打击、发声的地方都存在机械振动。振动是自然界最常见的一种运动形式，波动是振动的传播过程。振动远不止于机械运动范围，热运动、电磁运动中相应物理量的往复变化也是一种振动。产生振动的必要条件之一是物体离开平衡位置就会受到回复力的作用；另一条件是阻力要足够小。当然物体只有惯性，而物体的惯性使物体经过平衡位置时不会立即静止下来。每经过一定时间后，振动体总是回复到原来的状态（或位置）的振动称为周期性振动。不具有上述周期性规律的振动称为非周期性振动。

Answer 2

机械振动常用名词术语和释义
1、机械振动：指物体围绕其平衡位置附近来回摆动并随时间变化的一种运动，是机械系统对激励的响应。振动的强弱用振动量来衡量，振动量可以是振动体的位移、速度或加速度。
2、自由振动：一般是指力学体系在经历某一初始扰动（位置或速度的变化）后，不再受外界力的激励和干扰的情形下所发生的振动。
3、受迫振动：是指在外来力函数的激励下而产生的振动。
4、自激振动：是指由振动体自身所激励的振动。
5、激励：引起系统运动的力作用或扰动。
6、响应：所有力作用于系统上产生的运动。
7、振幅：表示物体动态运动或振动的幅度，它是机械振动强度和能量水平的标志，也是机器振动严重程度的一个重要指标，是评判机器运转状态优劣的主要指标。表述振动幅值的大小通常采用振动的位移、速度或加速度值为度量单位。
8、振动位移:常用峰峰值表示，单位一般为μm，速度常用有效值表示，也成为振动烈度，单位一般为mm/s，加速度常用峰值表示，单位一般为:m/s^2。振幅的量值可以表示为峰峰值（pp）、单峰值（p）、有效值（rms）或平均值（ap）。
9、峰峰值：整个振动历程的最大值，即正峰与负峰之间的差值。
10、单峰值：振动加速度的量值是单峰值，正峰或负峰的最大值，单位是重力加速度[g]或米/秒平方[m/s2]，1[g] = 9.81[m/s2]。
11、有效值：振动速度的量值为有效值，均方根值，单位是毫米/秒[mm/s]或英寸/秒[ips]。
12、峰峰值、单峰值和有效值的关系：只有在纯正弦波(如简谐振动)的情况下，单峰值等于峰峰值的1/2，有效值等于单峰值的0.707倍，平均值等于单峰值的0.637倍；平均值在振动测量中很少使用。它们之间的换算关系是：峰峰值＝2×单峰值＝2×21/2×有效值。
[在低频范围内，振动强度与位移成正比；在中频范围内，振动强度与速度成正比；在高频范围内，振动强度与加速度成正比。因为频率低意味着振动体在单位时间内振动的次数少、过程时间长，速度、加速度的数值相对较小且变化量更小，因此振动位移能够更清晰地反映出振动强度的大小；而频率高，意味着振动次数多、过程短，速度、尤其是加速度的数值及变化量大，因此振动强度与振动加速度成正比。 也可以认为，振动位移具体地反映了间隙的大小，振动速度反映了能量的大小，振动加速度反映了冲击力的大小。本文转自微信公众号【优感设备诊断中心】干货很多。
大型旋转机械的振动用振动位移的峰峰值[μm]表示，用装在轴承上的非接触式电涡流位移传感器来测量转子轴颈的振动；一般转动设备的振动用振动速度的有效值[mm/s]表示，用手持式或装在设备壳体上靠近轴承处的磁电式速度传感器或压电式加速度传感器（如今主要是加速度传感器）来测量；齿轮和滚动轴承的振动用振动加速度的单峰值[g]表示，用加速度传感器来测量。]
13、周期：物体完成一个完整的振动所需要的时间。
14、频率：是指振动物体在单位时间（1 秒）内所产生振动的次数,单位是赫兹 [Hz]。 频率是振动特性的标志，是分析振动原因的重要依据。
[频率与周期互为倒数，f＝1/T。]
[对旋转机械来说，转子每旋转一周就是完成了一个振动过程，为一个周期，或者说振动循环变化了一次。因此转速n、角速度ω都可以看作频率，称为旋转频率、转速频率、圆频率，或n、ω、f不分，都直接简称为频率，它们之间的换算关系为：f = n/60，ω＝2πf＝2πn/60≈0.1n，其中转速n的单位为转/分钟[r/min]，角速度ω的单位为弧度/秒[rad/s]。]
15、振动频率也可以用转速频率的倍数来表示。
[倍频就是用转速频率的倍数来表示的振动频率。如果振动频率为机器实际运行转速频率的一倍、二倍、三倍、0.5倍、0.43倍、…时，则称为一倍频（习惯上又称为1X，或1×）、二倍频（2X、2×）、三倍频（3X、3×）、0.5倍频（0.5X、0.5×）、0.43倍频（0.43X、0.43×）、…等。其中，一倍频，即实际运行转速频率又称为工频、基频、转频，0.5倍频又称为半频。 例如，某机器的实际运行转速n为6000 r/min，那么，转速频率＝n/60＝6000/60＝100Hz，其工频为100Hz，二倍频为200Hz，半频为50Hz。]
16、相位：是指某一瞬间机器的某一振动频率（如转频）与轴上某一固定标志（如键相器）之间的相位差。
17、转频：指机器在正常工作时的频率（工作转速除以60即为转频），也叫基频，工频。
18、倍频：转频的整数倍频率。
19、包络解调：故障所引起的低频（通常是数百HZ以内）冲击脉冲激起了高频（数十倍于冲击频率）共振波形，对它进行包络、检波、低通滤波（即解调），会获得一个对应于低频冲击的而又放大并展宽的共振解调波形。
20、同步振动：指与转率成正比变化的振动频率成分，是转率的整数倍或者整分数倍。
21、异步振动：指与转速频率无关的振动频率成份，也可称为非同步运动。
22、共振：是指一物理系统在特定频率下，比其他频率以更大的振幅做振动的情形，此些特定频率称之为共振频率。在共振频率下,很小的周期振动便可产生很大的振动。
23、固有频率：物体做自由振动时，其位移随时间按正弦规律变化，又称为简谐振动。简谐振动的振幅及初相位与振动的初始条件有关，振动的周期或频率与初始条件无关，而与系统的固有特性有关，称为固有频率或者固有周期。
24、临界转速：在一定的转速下，某一阶固有频率可以被转子上的不平衡力激起，这个与固
有频率一致的转速就被称为临界转速。
25、同向振动：在一对称转子中，若两端支持轴承在同一方向（垂直或水平）的振动相位角
相同时，则称这两轴承的振动为同相振动。
26、反向振动：若两端支持轴承在同一方向（垂直或水平）的振动相位角相差 180°时，则称这两轴承的振动为反相振动。

Answer 3

机械振动：物体或物体的一部分在平衡位置附近来回做往复运动叫机械振动。

Answer 4

模态是振动系统的一种固有振动特性，模态一般包含频率、振型、阻尼...。

然而，为了便于对模态进行称呼，就以模态频率的大小进行排队，这种排队的顺序往往就是所谓的“阶”。

模态分析（modal analysis）:
振动系统各阶模态的分析研究。这种振动系统是指多自由度系统、连续弹性体振动系统或复杂结构物。对应于无阻尼系统各阶主振动(固有振动)，各点位移具有某种驻定形态，这些点同相或反相也通过平衡位置，又同相或反相地到达极端位置，构成实模态。振动系统最低阶固有频率的模态称基本模态。
模态分析可解决线性系统的如下问题：①对系统各阶模态进行响应分析，叠加各响应波形可求得系统各点的总响应；②求出各阶模态的最大响应值，再作适当组合，可求得系统某点的最大响应值；③在激励频率已知的受迫振动中，分析系统能否发生共振；④表示系统的动态特性，指导人们调整系统的某些参数(如质量、阻尼率、刚度等 ) ，使动态特性达到最优，或使系统的响应控制在所需范围内。
模态分析在工程中应用甚广，例如：①对航天器进行模态分析，以显示其在发射过程和空中飞行环境中的响应，从而判断它是否会损坏。②对悬索桥进行模态分析，可知它在风激励下是否会发生共振，经计算响应后还可预估寿命。③对发动机外壳进行模态分析，有助于研究振动产生噪声的成分和提供噪声的比重。④对滚珠轴承进行模态分析，有助于识别故障及发生振动和噪声的原因。
一些大阻尼、非比例阻尼的复杂结构物（如高阻尼复合材料结构物），系统的响应不能按主模态分解，系统各点即不同相也不反相，振动无驻定形态，节点位置不固定，模态矢量不是实数而是复数。对具有上述特征的振动系统，不能用实模态理论及其分析方法而须用复模态理论及其分析方法研究系统的响应问题。

Answer 5

呵呵。一台机器在振动，叫做机械振动