劉嬌 郭生華 張菀麟
【摘 要】機(jī)械振動(dòng)在我們的日常生活中扮演著非常重要的角色,它可能對(duì)人們的生活帶來(lái)煩惱,也可能對(duì)生活帶來(lái)方便,只要我們揚(yáng)長(zhǎng)避短,就能很好的利用它。本人就是對(duì)機(jī)械振動(dòng)進(jìn)行一下講述,簡(jiǎn)單明了的闡明它的應(yīng)用以及危害。
【關(guān)鍵詞】機(jī)械振動(dòng);共振;應(yīng)用;簡(jiǎn)諧振動(dòng);危害
機(jī)械振動(dòng)的定義就是某一個(gè)物理量在它的平衡點(diǎn)的附近來(lái)回的運(yùn)動(dòng)或者就是物體經(jīng)過(guò)它的平衡位置所做的一種往復(fù)的運(yùn)動(dòng)。也可以說(shuō)成是物體的一部分或者是全部沿著直線或者是曲線往返的顫動(dòng),有一定的規(guī)律和周期。有時(shí)為了簡(jiǎn)便,人們也把它簡(jiǎn)稱(chēng)為振動(dòng)。振動(dòng)是一個(gè)比較重要的研究課題,早在1956到1957年,荷蘭的惠更斯研究成功的單擺機(jī)械鐘就是振動(dòng)的應(yīng)用。一直到了20世紀(jì)初期,人們的研究目標(biāo)就是集中在了避免共振的問(wèn)題上。共振一直是一個(gè)比較大的問(wèn)題。
在我們的生活以及生產(chǎn)中都會(huì)接觸到一系列的振動(dòng)源,例如風(fēng)動(dòng)工具,內(nèi)燃機(jī)車(chē),拖拉機(jī),船舶和摩托車(chē)等。振動(dòng)量就是用來(lái)衡量振動(dòng)的強(qiáng)弱的一種量,物體的位移,速度以及加速度都是一些振動(dòng)量,其中一些零件的壽命的降低就和振動(dòng)有許多的關(guān)系,一旦振動(dòng)的程度加大,也許就會(huì)對(duì)機(jī)器的某些零件產(chǎn)生一些損壞,導(dǎo)致它的功能失效,可能就是由于某個(gè)零件的失效,導(dǎo)致及其發(fā)生事故都是可能的。例如,透平葉片由于振動(dòng)而引起的失效就會(huì)引起嚴(yán)重的事故。
振動(dòng)可以分為許多種類(lèi),按照產(chǎn)生的原因分類(lèi),可以分為自激振動(dòng),受迫振動(dòng)和自由振動(dòng)。如果按照振動(dòng)的規(guī)律分,可以分為簡(jiǎn)諧振動(dòng),隨機(jī)振動(dòng)等等。也可以根據(jù)其他的一些標(biāo)準(zhǔn)將振動(dòng)進(jìn)行劃分。其中簡(jiǎn)諧振動(dòng)是我們最常見(jiàn)的振動(dòng)。
1.簡(jiǎn)諧振動(dòng)
簡(jiǎn)諧振動(dòng)是振動(dòng)的一種形式。自變量為時(shí)間的正弦函數(shù)或者是余弦函數(shù)的一種振動(dòng),在我們的生活中是比較常見(jiàn)的。也是一種最簡(jiǎn)單的振動(dòng)。簡(jiǎn)諧振動(dòng)的特點(diǎn)主要有往復(fù)性,周期性,對(duì)稱(chēng)性。彈簧拉一個(gè)小球左右或者是上下的擺動(dòng)就是簡(jiǎn)諧振動(dòng),還有單擺的運(yùn)動(dòng)也是簡(jiǎn)諧振動(dòng)的例子。
2.共振
振動(dòng)頻率,加速度和振幅可以是影響振動(dòng)的主要因素。古希臘的阿基米德曾經(jīng)說(shuō)過(guò):“給我一個(gè)支點(diǎn),我會(huì)撬起整個(gè)地球”。而現(xiàn)代的美國(guó)的發(fā)明家特土拉也說(shuō)過(guò),只要是給他一個(gè)共振器,他就能把地球一分為二。他曾經(jīng)做過(guò)一個(gè)實(shí)驗(yàn),就是在未竣工的鋼結(jié)構(gòu)架的樓房上面,把一個(gè)共振器的小物體放在其中一個(gè)鋼梁上,然后就是按動(dòng)了按鈕,結(jié)果鋼梁就開(kāi)始振動(dòng),慢慢的,延伸至整個(gè)大樓。這個(gè)事例足以說(shuō)明共振的危害。還有發(fā)貨的軍隊(duì)過(guò)橋,腳步聲和橋的固有頻率一致,使橋的振動(dòng)加強(qiáng),當(dāng)壓力達(dá)到一定的程度,就發(fā)生了共振,以至于橋崩塌了,共振有時(shí)候也在威脅著人類(lèi)的生活。第一個(gè)例子共振器的威力就是因?yàn)樗旧砭湍軌虬l(fā)出各種各樣頻率的波,而物體接受了這些頻率的波,隨之就能夠產(chǎn)生出一種共振的波,當(dāng)共振的波達(dá)到一定的強(qiáng)度時(shí),就會(huì)產(chǎn)生我們所不想看到的危害。
振動(dòng)也會(huì)對(duì)人的身體造成危害。振動(dòng)的頻率在人的發(fā)病過(guò)程中有重要的作用。人們對(duì)振動(dòng)的接觸的時(shí)間越長(zhǎng),就會(huì)越容易因?yàn)檎駝?dòng)發(fā)病。而且長(zhǎng)期與振動(dòng)工具接觸,很有可能產(chǎn)生振動(dòng)病。
3.振動(dòng)危害的控制
其實(shí)振動(dòng)的危害可以通過(guò)我們的努力使之減少的。重要的是我們必須從根本上消除振動(dòng)。我們可以通過(guò)改變物體的固有頻率,讓它與外來(lái)的物體的作用力的頻率相差的越大越好。比如長(zhǎng)時(shí)間接觸振動(dòng)工具的工人,可以通過(guò)帶襯墊泡沫無(wú)指手套減輕振動(dòng)的危害,并且也應(yīng)該定期的做一下身體的檢查。今天我們的電影院,大禮堂,演播室的墻面上都會(huì)加一些窗簾或者是泡沫之類(lèi)的東西,讓它們吸收聲音的頻率,因此不容易發(fā)生共振。我們現(xiàn)在的生活中還有一種東西叫做消聲器。由于現(xiàn)在生活節(jié)奏的加快,街上的喧鬧聲,鳴笛聲等等影響著人們的生活,聽(tīng)力,休息,消聲器就是這么發(fā)展來(lái)的。它就是使從槍口噴射出的高壓氣體經(jīng)過(guò)若干的氣室來(lái)吸收氣體的沖擊波,從而降低了槍口的噪聲。隨著科技的發(fā)展,會(huì)有更多的方法來(lái)控制振動(dòng)的危害的。
4.振動(dòng)的應(yīng)用
振動(dòng)的技術(shù)是屬于一項(xiàng)比較交叉的學(xué)科。因此應(yīng)用也就是比較廣泛的。它在土木工程中以及鑄造生產(chǎn)中都有應(yīng)用。在建設(shè)樓房的時(shí)候我們都需要下地基,但是下地基打樁用傳統(tǒng)的錘子有些吃力?,F(xiàn)在我們可以采用振動(dòng)打樁技術(shù),通過(guò)樁體產(chǎn)生的振源傳遞給土地,致使土地產(chǎn)生振動(dòng),然后土粒在振動(dòng)下摩擦力減少,這樣樁就很容易的打進(jìn)土里面了。冷卻以及烘干的振動(dòng)機(jī)就是利用振動(dòng)的例子。振動(dòng)可以促使物料處于運(yùn)動(dòng)的狀態(tài),利于氣流的通過(guò),為熱交換創(chuàng)造了必要的條件。分選及混合的振動(dòng)機(jī)也是類(lèi)似的原理,還有許多利用振動(dòng)的例子。醫(yī)學(xué)上也有好多利用振動(dòng)的例子。比如現(xiàn)在有一款化妝品叫做美伊美,深受廣大的婦女的喜愛(ài)。它的按摩機(jī)就是通過(guò)振動(dòng)的原理工作的,這種機(jī)器有兩種工作頻率,一種是柔波的速度,另一種是快速柔波的速度。它就是通過(guò)快速微震表面達(dá)到深層潔面的作用。同時(shí)也可以按摩臉部,撫平皺紋。
機(jī)械振動(dòng)在工程技術(shù),醫(yī)學(xué)上等等都起到了非常重要的作用。我們國(guó)家的振動(dòng)應(yīng)用的技術(shù)還不是特別的發(fā)達(dá),隨著科技日新月異的發(fā)展,振動(dòng)也會(huì)同其他的許多技術(shù)一樣,起到不可或缺的作用,在生產(chǎn)中的地位也會(huì)越來(lái)越高。震動(dòng)學(xué)肯定會(huì)為我們的生活帶來(lái)更多的方便的。
【參考文獻(xiàn)】
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