文档介绍：旋转(xuánzhuǎn)机械振动与动平衡
顾煜炯 教授(jiàoshòu)/博士生导师
地址(dìzhǐ)：北京市昌平区北农路2号 邮编：102206
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国家火力发电工程技术研究中心 常务副主任
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第一章 机械振动基础(jīchǔ)
振动的广义概念
机械振动及其特点(tèdiǎn)
振动形式的分类
振动问题及其解决方法
振动系统的分类
简谐振动及其表示方法
简谐振动的合成
周期振动的谐波分析
非周期振动与富里叶积分
δ函数及其应用
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振动的广义(guǎngyì)概念
1 振动的定义
振动是一种复杂的物理现象，它是指物体经过它的平衡位置所作的往复运动或系统的物理量在其平衡值（或平均值）附近来回变化。
振动是自然界最普遍的现象之一，大至宇宙，小至亚原子粒子，无不存在振动。各种(ɡè zhǒnɡ)形式的物理现象，诸如：声、光、热等都包含振动。人们的生活中也离不开振动；心脏的波动、耳膜和声带的振动，都是人体不可缺少的功能；人的视觉靠光的刺激，而光本质上也是一种电磁振动；生活中不能没有声音和音乐，而声音的产生、传播和接收都离不开振动。在工程技术领域中，振动现象也比比皆是：桥梁和建筑物在阵风或地震激励下的振动，飞机和船舶在航行中的振动，机床和刀具在加工时的振动，各种(ɡè zhǒnɡ)动力机械的振动，控制系统中的自激振动等。
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2 振动的消极因素和积极因素
在许多情况下，振动被认为是消极因素。例如：振动会影响精密仪器设备的功能，降低加工精度，引起物件的疲劳和磨损，缩短结构物的使用寿命。振动还可能引起结构的大变形破坏，有的桥梁曾因振动而坍毁；飞机机翼的颤振、机轮的抖振往往会造成事故；车、船和机舱的振动会劣化承载条件；强烈的振动噪声会形成严重(yánzhòng)的公害。
然而，振动也有它积极的一面，例如，振动是通信、广播、电视、雷达等工作的基础。20世纪50年代以来，陆续出现许多利用振动的生产装备和工艺，例如，振动传输、振动筛选、振动研磨、振动抛光、振动沉桩、振动消除内应力、超声波清洗等，它们极大地改善了劳动条件，成十倍 、成百倍地提高了劳动生产率。可以预期，随着生产实践和科学研究的不断进展，振动的利用还会与日俱增。
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各个不同领域中的振动现象虽然各具特色，但往往有着相似的数学力学描述。正式在这种共性的基础上，有可能建立某种统一的理论来处理各种振动问题。
振动学就是一门基础学科，它借助于数学、物理、实验和计算技术，探讨各种振动现象的机理，阐明振动的基本规律，以便克服(kèfú)振动的消极因素，利用振动的积极因素，为实现解决实践中遇到的振动问题提供理论依据。
3 振动(zhèndòng)学科的产生
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机械振动及其特点(tèdiǎn)
振动是一种极其普遍的物理现象。物体围绕平衡位置作往复运动就称为振动。机械振动是指机械系统（即力学系统）的振动。
任何力学系统，只要它具有弹性和惯性，都可能发生振动。在振动过程(guòchéng)中，振动的位移、速度、加速度、力和应变等机械量都是随时间而变化的。
人们在长期的观察和实践中发现，机械设备的振动具有以下几个特点：
(1)任何机械系统在动态情况下都会或多或少地产生一定的振动，即振动存在的普遍性。
(2)当机械系统发生异常或故障时，振动将会发生变化，一般表现为振幅加大。这一特点使得人们从振动信号中获取故障诊断信息成为可能，因此称为振动监测的有效性。
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(3)随着信号分析技术的发展，人们还看到由不同类型、性质、原因和部位产生的异常或故障所激发的振动具有不同的特征。这些特征可表示为振动信号的频率成分、幅值大小、相位差别、波形形状、能量分布状况等。这一特点(tèdiǎn)使得从振动信号中识别机械系统的故障成为可能，因此称为振动的可识别性。
(4) 进一步的研究表明，振动信号的性质、特征不仅与故障有关，而且还与振动系统的固有特性有关，表现为：
1）同一故障对不同的系统，由于系统固有特性不同，其振动的幅值和相位可能相差很大；
2）同一故障发生在不同部位，其振动的特征相同，但因故障激励传递通道的不同（即传递函数不同），将会对振动有较大的影响；
3）同一故障在不同部位布置测点，由于传递通道的不同，其振动响应亦会有较大的差别。
这一特点(tèdiǎn