振動(dòng)的含義  什么是振動(dòng)  振動(dòng)的含義  什么是振動(dòng)  振動(dòng)的含義 什么是振動(dòng)  振動(dòng)的含義

振動(dòng)（震動(dòng)）
　　vibration
　　振動(dòng)就是物體的往復運動(dòng)。
　　在高中物理，可以定量研究（可以用公式法、作圖法、列表法給出確定數值）的，只有四種Z簡(jiǎn)單的運動(dòng)：勻變速直線(xiàn)運動(dòng)、勻速圓周運動(dòng)、拋體運動(dòng)和簡(jiǎn)諧振動(dòng)。
　　復雜的運動(dòng)，可以依托這四種運動(dòng)，進(jìn)行定性研究。
　　如果硬要定量研究復雜的運動(dòng)，也是依托這四種運動(dòng)，作近似研究的。
　　這四種Z簡(jiǎn)單的運動(dòng)中，勻變速直線(xiàn)運動(dòng)和拋體運動(dòng)是"一去不復返"的運動(dòng)，運動(dòng)狀態(tài)（位置、速度）與時(shí)間的關(guān)系是拓樸（一一對應）的、不可重復的。
　　勻速圓周運動(dòng)和簡(jiǎn)諧振動(dòng)，站在長(cháng)時(shí)間的角度看（或者說(shuō)"宏觀(guān)地看"），是周期性的、不斷重復的。站在一個(gè)周期的時(shí)間內看（或者說(shuō)"微觀(guān)地看"），是拓樸的、不可重復的。因此，后兩種運動(dòng)，比前兩種運動(dòng)，復雜得多。
　　簡(jiǎn)諧振動(dòng)可以看作勻速圓周運動(dòng)沿正交（就是互相垂直）的兩個(gè)方向進(jìn)行分解（就是投影），其中任意一個(gè)方向的運動(dòng)，都是簡(jiǎn)諧振動(dòng)。由此可知，簡(jiǎn)諧振動(dòng)比勻速圓周運動(dòng)復雜得多。
　　拋體運動(dòng)則可以分解為：正交的一個(gè)勻速直線(xiàn)運動(dòng)和另一個(gè)勻變速直線(xiàn)運動(dòng)，所以，拋體運動(dòng)比勻變速直線(xiàn)運動(dòng)復雜得多。
　　在勻速圓周運動(dòng)作正交分解的過(guò)程中，原來(lái)大小不變的向心力，變成大小和方向都作周期性變化的回復力。簡(jiǎn)諧振動(dòng)已經(jīng)夠復雜了。所以，振動(dòng)就定量研究到簡(jiǎn)諧振動(dòng)為止。
　　然而，通常我們遇到的振動(dòng)的微觀(guān)情況，都要比簡(jiǎn)諧振動(dòng)復雜得多。所以，研究簡(jiǎn)諧振動(dòng)過(guò)渡到研究振動(dòng)、熱振動(dòng)等，需要洞察力、想象力和抽象思維、邏輯推理等能力。
　　簡(jiǎn)諧振動(dòng)的特點(diǎn)是：1，有一個(gè)平衡位置（機械能耗盡之后，振子應該靜止的*位置）。2，有一個(gè)大小和方向都作周期性變化的回復力的作用。3，頻率單一、振幅不變。
　　振子就是對振動(dòng)物體的抽象：忽略物體的形狀和大小，用質(zhì)點(diǎn)代替物體進(jìn)行研究。這個(gè)代替振動(dòng)物體的質(zhì)點(diǎn)，就叫做振子。
　　振子在某一時(shí)刻所處的位置，用位移x表示。位移x就是以平衡位置為參照物（基點(diǎn)――基準點(diǎn)），得到的"振子在某一時(shí)刻所處的位置"的距離和方向。
　　我們對勻變速直線(xiàn)運動(dòng)和拋體運動(dòng)進(jìn)行研究時(shí)，基準點(diǎn)選擇在運動(dòng)的始點(diǎn)。我們對勻速圓周運動(dòng)和簡(jiǎn)諧振動(dòng)研究時(shí)，基準點(diǎn)選擇在圓心或平衡位置（不動(dòng)的點(diǎn)）。
　　參照物本來(lái)就應該是在研究過(guò)程中保持靜止（或假定為靜止）的點(diǎn)，我們的物理思路，就是"從確定的量、不變的量出發(fā)進(jìn)行研究"。
　　確定的量和不變的量有本質(zhì)的區別，在對勻變速直線(xiàn)運動(dòng)和拋體運動(dòng)進(jìn)行研究時(shí)，基準點(diǎn)選擇在運動(dòng)的始點(diǎn)。這是確定的量，卻不一定是不變的量。特別在我們進(jìn)行分段研究時(shí)，每一階段的終點(diǎn)，就是下一階段的始點(diǎn)。我們選擇運動(dòng)的始點(diǎn)為基準點(diǎn)，可以簡(jiǎn)化研究過(guò)程，這是服從于物理研究的"化繁為簡(jiǎn)"的原則，因此，不惜在不同的研究階段，選擇不同的基準點(diǎn)。
　　在研究勻速圓周運動(dòng)和簡(jiǎn)諧振動(dòng)時(shí)，由于宏觀(guān)上的周期性和微觀(guān)上的拓樸性，問(wèn)題很復雜，所以不能選運動(dòng)的始點(diǎn)，作基準點(diǎn)進(jìn)行研究，而要選擇確定而且不變的圓心或者平衡位置，作基準點(diǎn)進(jìn)行研究，也是服從于物理研究的"化繁為簡(jiǎn)"的原則。
　　在簡(jiǎn)諧振動(dòng)中，振幅A就是位移x的Z大值，這是一個(gè)不變的量。
　　振子從某一狀態(tài)（位置和速度）回到該狀態(tài)所需要的Z短時(shí)間，叫做一個(gè)周期T。振子在一個(gè)周期中的振動(dòng)，叫做一個(gè)全振動(dòng)。振子在一秒鐘內的全振動(dòng)的"次數"，叫做頻率f。
　　周期T就是一次全振動(dòng)的時(shí)間，頻率f是一秒鐘內全振動(dòng)的次數，所以，Tf＝1（四式等價(jià)的公式1）
　　圓頻率ω（讀作[oumiga]）是一秒鐘對應的圓心角。一次全振動(dòng)對應的圓心角就是2π（即360度）。這是借用了勻速圓周運動(dòng)的概念。在勻速圓周運動(dòng)中，ω叫做角速度。當勻速圓周運動(dòng)正交分解為簡(jiǎn)諧振動(dòng)時(shí)，角速度就轉化為圓頻率。（也有人把圓頻率叫做角頻率的）
　　顯然，ω＝2πf（四式等價(jià)的公式3），（每秒全振動(dòng)次數對應的角度）
　　ωT＝2π（四式等價(jià)的公式2）（每個(gè)全振動(dòng)對應的角度）
　　Z后，定義每分鐘全振動(dòng)的次數為"轉速n"，顯然，n＝60f（四式等價(jià)的公式4）
　　T、f、ω、n這四個(gè)量中，知道一個(gè)，其它三個(gè)就是已知的，所以這四個(gè)互相轉化的公式，叫做"四式等價(jià)"。
　　只要物體作周期性的往復運動(dòng)，就是振動(dòng)。比如拍皮球，其v－t圖對應于電工學(xué)中的鋸齒波，所以也是振動(dòng)。有人說(shuō)："拍皮球沒(méi)有平衡位置，或者平衡位置不在運動(dòng)的對稱(chēng)中心，所以不能算振動(dòng)"。這樣說(shuō)的人，電工學(xué)肯定沒(méi)有學(xué)好。
　　有一個(gè)數學(xué)分枝，叫做富立葉積分，它可以把任何振動(dòng)，分解為若干個(gè)簡(jiǎn)諧振動(dòng)。這些簡(jiǎn)諧振動(dòng)的頻率，就是原始振動(dòng)的整數倍，原始振動(dòng)的主頻率（基音），就是這些簡(jiǎn)諧振動(dòng)的Z小頻率。
　　其它倍頻（泛音），振幅都比基音小得多。所以，這就構成非簡(jiǎn)諧振動(dòng)的"音品"的概念。
　　人耳分辨發(fā)聲體的過(guò)程，就是自發(fā)地、自動(dòng)化地、本能地使用富立葉積分的過(guò)程，非常巧妙。
　　由于聲音的頻率由聲源決定，所以，無(wú)論聲波如何傳播到我們的耳朵，我們照樣準確地辯認出發(fā)聲體的特色。
　　從廣義上說(shuō)振動(dòng)是指描述系統狀態(tài)的參量（如位移、電壓）在其基準值上下交替變化的過(guò)程。狹義的指機械振動(dòng)，即力學(xué)系統中的振動(dòng)。電磁振動(dòng)習慣上稱(chēng)為振蕩。力學(xué)系統能維持振動(dòng)，必須具有彈性和慣性。由于彈性，系統偏離其平衡位置時(shí)，會(huì )產(chǎn)生回復力，促使系統返回原來(lái)位置；由于慣性，系統在返回平衡位置的過(guò)程中積累了動(dòng)能，從而使系統越過(guò)平衡位置向另一側運動(dòng)。正是由于彈性和慣性的相互影響，才造成系統的振動(dòng)。按系統運動(dòng)自由度分，有單自由度系統振動(dòng)（如鐘擺的振動(dòng)）和多自由度系統振動(dòng)。有限多自由度系統與離散系統相對應，其振動(dòng)由常微分方程描述；無(wú)限多自由度系統與連續系統（如桿、梁、板、殼等）相對應，其振動(dòng)由偏微分方程描述。方程中不顯含時(shí)間的系統稱(chēng)自治系統；顯含時(shí)間的稱(chēng)非自治系統。按系統受力情況分，有自由振動(dòng)、衰減振動(dòng)和受迫振動(dòng)。按彈性力和阻尼力性質(zhì)分，有線(xiàn)性振動(dòng)和非線(xiàn)性振動(dòng)。振動(dòng)又可分為確定性振動(dòng)和隨機振動(dòng)，后者無(wú)確定性規律，如車(chē)輛行進(jìn)中的顛簸。振動(dòng)是自然界和工程界常見(jiàn)的現象。振動(dòng)的消極方面是：影響儀器設備功能，降低機械設備的工作精度，加劇構件磨損，甚至引起結構疲勞破壞；振動(dòng)的積極方面是：有許多需利用振動(dòng)的設備和工藝（如振動(dòng)傳輸、振動(dòng)研磨、振動(dòng)沉樁等）。振動(dòng)分析的基本任務(wù)是討論系統的激勵（即輸入，指系統的外來(lái)擾動(dòng)，又稱(chēng)干擾）、響應（即輸出，指系統受激勵后的反應）和系統動(dòng)態(tài)特性（或物理參數）三者之間的關(guān)系。20世紀60年代以后，計算機和振動(dòng)測試技術(shù)的重大進(jìn)展，為綜合利用分析、實(shí)驗和計算方法解決振動(dòng)問(wèn)題開(kāi)拓了廣闊的前景。
　　機械振動(dòng)是物體（或物體的一部分）在平衡位置（物體靜止時(shí)的位置）附近作的往復運動(dòng)?？煞譃?自由振動(dòng)、 受迫振動(dòng)。又可分為無(wú)阻尼振動(dòng)與 阻尼振動(dòng)。
　　常見(jiàn)的簡(jiǎn)諧運動(dòng)有彈簧振子模型、單擺模型等。
　　振動(dòng)在機械行業(yè)中的應用:
　　振動(dòng)在機械中的應用非常普遍,例如在振動(dòng)篩分行業(yè)中基本原理系借電機軸上下端所安裝的重錘（不平蘅重錘），將電機的旋轉運動(dòng)轉變?yōu)樗?、垂直、傾斜的三次元運動(dòng)，再把這個(gè)運動(dòng)傳達給篩面。若改變上下部的重錘的相位角可改變原料的行進(jìn)方向。

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