【摘 要】在我們的日常生活中無(wú)時(shí)無(wú)刻不存在著機(jī)械振動(dòng)，機(jī)械振動(dòng)對(duì)生活也是具有雙面性，存在有利的一面和不利的一面，只要我們揚(yáng)長(zhǎng)避短很好的利用它，就會(huì)給我們的生活帶來(lái)很多方便。本文針對(duì)機(jī)械振動(dòng)進(jìn)行系統(tǒng)性的研究，深刻闡明它的應(yīng)用及危害。

【關(guān)鍵詞】機(jī)械振動(dòng)；應(yīng)用；簡(jiǎn)諧；危害

0 引言

我們把一個(gè)物理量在其平衡點(diǎn)附近往復(fù)的運(yùn)動(dòng)或是這個(gè)物體經(jīng)過(guò)它的平衡點(diǎn)所做的一種來(lái)回循環(huán)的運(yùn)動(dòng)稱(chēng)之為機(jī)械振動(dòng)。也將其說(shuō)成是物體上的某一物理量或是整個(gè)物體沿著直線或非直線來(lái)回的顫動(dòng)，有特定的規(guī)則和時(shí)間。有時(shí)為了淺顯易懂，我們將它稱(chēng)之為簡(jiǎn)稱(chēng)為振動(dòng)。機(jī)械振動(dòng)是一個(gè)非常重要的研究方向，許多年前，荷蘭的科學(xué)家研究成功了的單擺機(jī)械鐘就是機(jī)械振動(dòng)的典型應(yīng)用。直到20世紀(jì)初葉，人們的研究目標(biāo)開(kāi)始改變，偏向于研究避免共振的項(xiàng)目上。其實(shí)在機(jī)械振動(dòng)中，共振始終是一個(gè)比較大的問(wèn)題。

在日常生活以及生產(chǎn)中都會(huì)遇到諸多的振動(dòng)源，例如風(fēng)動(dòng)工具，小汽車(chē)，輪船和自行車(chē)等。規(guī)定振動(dòng)量便是用來(lái)衡量振動(dòng)強(qiáng)弱的一種物理量，物體由于外力的作用產(chǎn)生振動(dòng)致使其偏離原來(lái)的位置，機(jī)車(chē)不斷的增加速度減小速度及加速度都可以看做是產(chǎn)生振動(dòng)的原因。由于以上的原因，就會(huì)導(dǎo)致一些零件產(chǎn)生振動(dòng)，一旦加大振動(dòng)量，就會(huì)使振動(dòng)的零件受損，這會(huì)大大降低零件的使用壽命，嚴(yán)重會(huì)使整個(gè)機(jī)器停止運(yùn)作或是導(dǎo)致事故發(fā)生。例如，機(jī)床上的由于主動(dòng)軸的振動(dòng)就會(huì)使它的精確度降低，這會(huì)給公司帶來(lái)巨大的損失。

振動(dòng)的分類(lèi)較多，按照不同的標(biāo)準(zhǔn)可以對(duì)其進(jìn)行不同的劃分。其中最為熟知的兩類(lèi)是按照原因和振動(dòng)的規(guī)律的劃分的。按照產(chǎn)生的原進(jìn)行分類(lèi)為：自激振動(dòng)、受迫振動(dòng)、自由振動(dòng)。按照振動(dòng)的規(guī)律進(jìn)行分類(lèi)為：簡(jiǎn)諧振動(dòng)、隨機(jī)振動(dòng)。

1 簡(jiǎn)諧振動(dòng)

振動(dòng)的形式很多，簡(jiǎn)諧振動(dòng)是其中的一種形式。簡(jiǎn)諧振動(dòng)的定義為將自變量定義為時(shí)間的正弦函數(shù)或者定義為余弦函數(shù)，它還是日常生活中常見(jiàn)的一種振動(dòng)形式。當(dāng)然也是一種比較最簡(jiǎn)單的振動(dòng)。這種簡(jiǎn)諧振動(dòng)的主要特點(diǎn)有往復(fù)性、周期性、對(duì)稱(chēng)性。我們熟知的古式鐘擺的左右搖動(dòng)便屬于簡(jiǎn)諧振動(dòng)，比較經(jīng)典的是彈簧拉一個(gè)小球上下或是左右的擺動(dòng)，還有就是單擺的運(yùn)動(dòng)也屬于簡(jiǎn)諧振動(dòng)。

2 共振

影響機(jī)械振動(dòng)的三個(gè)主要因素分別為振動(dòng)頻率、加速度、振幅。眾所周知的來(lái)自于古希臘物理學(xué)家阿基米德說(shuō)過(guò)：“給我一個(gè)支點(diǎn)，我會(huì)撬起整個(gè)地球”。而當(dāng)代的來(lái)自于美國(guó)的發(fā)明家特土拉說(shuō)過(guò)，只要是給我一個(gè)共振器，我就能使地球分為兩半。特土拉先前做過(guò)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，就是在未完全完成的鋼結(jié)構(gòu)架的樓房頂上，把一個(gè)小物體（賦予它共振）放在這些未完全完成的樓頂鋼梁上，之后特土拉觸動(dòng)了按鈕，接下來(lái)鋼梁便發(fā)生振動(dòng)，逐漸的振動(dòng)延伸至整撞樓房。該案例足以證明共振的破壞性。還有一個(gè)日常中經(jīng)常發(fā)生的就是，裝滿(mǎn)貨物的貨車(chē)駛過(guò)一座橋梁時(shí)，車(chē)的振動(dòng)和橋的固有頻率一致，這樣會(huì)使橋的振動(dòng)逐漸加強(qiáng)，當(dāng)多輛車(chē)同時(shí)駛過(guò)時(shí)，車(chē)給橋的壓力達(dá)到了一定的程度，這樣便會(huì)發(fā)生共振，最后造成橋的全線崩塌。如此，得知共振有時(shí)候是在破壞著人們的生活。前一個(gè)例子說(shuō)明的是共振器本身的特點(diǎn)，也就是它能自己發(fā)出各種頻率的波，當(dāng)它所發(fā)出的波被物體接受時(shí)（說(shuō)明物體的固有的波與共振器發(fā)出的波相同），就會(huì)產(chǎn)生共振的波，當(dāng)共振的波達(dá)到一定的強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生使我們不愿意看到的結(jié)果。

振動(dòng)同時(shí)也在危害著我們的身心健康，對(duì)于一個(gè)生病的人，振動(dòng)的頻率對(duì)其有很大的影響。從事與振動(dòng)有關(guān)的工作者，更容易患有振動(dòng)相關(guān)的病癥，如此需謹(jǐn)記要盡量遠(yuǎn)離振動(dòng)，不要等到發(fā)生病癥之后再做相應(yīng)的措施。

3 振動(dòng)危害的控制

機(jī)械振動(dòng)不利的方面可以通過(guò)人為干預(yù)使其減小，而且通過(guò)人類(lèi)自身的努力甚至可以從根本上消除機(jī)械振動(dòng)產(chǎn)生的危害。當(dāng)一個(gè)物體的固有頻率與外界對(duì)它的作用力的頻率相差很大的時(shí)候，機(jī)械振動(dòng)就可以被有效的避免或者消除。生活中有很多減少機(jī)械振動(dòng)的例子，比如說(shuō)我們經(jīng)常去電影院看電影，經(jīng)常去禮堂或者演播室參觀或參加節(jié)目，細(xì)心的話可以看到這些地方的墻上都有一層厚厚的像泡沫一樣的，他們可不僅僅是裝飾品，更主要的作用是用來(lái)吸收聲音的頻率，使電影院、禮堂、演播室這些地方不會(huì)輕易發(fā)生共振。長(zhǎng)時(shí)間從事機(jī)械操作的工人，可能要經(jīng)常接觸振動(dòng)的工器具，這對(duì)身體的危害是很大的，必須佩戴有襯墊的泡沫無(wú)指手套來(lái)降低機(jī)械振動(dòng)對(duì)身體的危害。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，減輕振動(dòng)危害的方法越來(lái)越多。消聲器就是一種人們近年發(fā)明出來(lái)的用于消除噪音的產(chǎn)品，現(xiàn)在我們所生活的環(huán)境充斥著各種各樣的噪音，人們的的喧鬧聲，汽車(chē)的鳴笛聲等等混合在一起嚴(yán)重影響著人類(lèi)生活的環(huán)境，消聲器被發(fā)明出來(lái)就是為了消除這些噪音對(duì)人類(lèi)生活的影響。 它的原理就同無(wú)聲手槍一樣，從槍口噴出的高壓氣體具有很強(qiáng)的沖擊波，這些沖擊波經(jīng)過(guò)若干氣室后被不斷吸收，當(dāng)再次到達(dá)槍口時(shí)氣體所具有的沖擊波已經(jīng)很小，噪聲也就變得非常小了。

4 振動(dòng)的應(yīng)用

因?yàn)檎駝?dòng)這一學(xué)科屬于一種交叉類(lèi)型的學(xué)科，以至于再許多方面都有其應(yīng)用之處。它不僅在醫(yī)療和機(jī)械中有其相關(guān)應(yīng)用，而且在土木工程領(lǐng)域及鑄造領(lǐng)域也有相應(yīng)的應(yīng)用。我們知道以前在建設(shè)一套樓房時(shí)，需要我們用比較粗糙的辦法給地基進(jìn)行打樁，也就是耗費(fèi)體力用錘子進(jìn)行地基打樁。現(xiàn)在科技發(fā)達(dá)了不再用那么原始的辦法，現(xiàn)在采用振動(dòng)打樁技術(shù)，給樁體一個(gè)振動(dòng)波，如此產(chǎn)生振動(dòng)波的樁體把相同頻率的波傳遞給大地，致使土地產(chǎn)生振動(dòng)，土層松動(dòng)，土層在這種振動(dòng)波的作用下摩擦力減少，如此，樁體便非常容易的打進(jìn)土層之下了。 我們知道振動(dòng)還可以制使物料處于運(yùn)動(dòng)的模式，其有利于氣流的通過(guò)，為熱交換的形成創(chuàng)造了充足的條件。分選及混合型的振動(dòng)機(jī)器也是大致的道理。在醫(yī)學(xué)上同樣也存在諸多的應(yīng)用振動(dòng)的例子。例如，現(xiàn)在存在的一款化妝品叫做美伊美，眾多女性都特別喜歡，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)它的按摩機(jī)原理就是由振動(dòng)原理實(shí)現(xiàn)的，該機(jī)器有不同的工作頻率，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。

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