力學(xué)與現(xiàn)代工程技術(shù)-2-力學(xué)與振動(dòng)

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1、GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftwarehttp://www.foxitsoftware.comForevaluationonly.http://me.ustb.edu.cn/力學(xué)與現(xiàn)代工程技術(shù)——力學(xué)與振動(dòng)SME.USTB北京科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院臧勇2010-6-3北京科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院SchoolofMechanicalEngineering，UniversityofScience&Technology，Beijing2010-6-31GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftware

2、http://www.foxitsoftware.comForevaluationonly.力學(xué)與振動(dòng)力學(xué)與振動(dòng)SME.USTB內(nèi)容提綱引子1振動(dòng)的研究歷史2振動(dòng)的分類3有害振動(dòng)的防范4振動(dòng)的利用2010-6-32GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftwarehttp://www.foxitsoftware.comForevaluationonly.引子：夜半鐘聲怎么到客船引子：夜半鐘聲怎么到客船SME.USTB月落烏啼霜滿天，江楓漁火對(duì)愁眠。姑蘇城外寒山寺，夜半鐘聲到客船。n聲音在白天和晚上傳播有什么不同？n為什么有時(shí)候戰(zhàn)場(chǎng)

3、近在咫尺卻聽(tīng)不到炮火聲？2010-6-33GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftwarehttp://www.foxitsoftware.comForevaluationonly.引子：夜半鐘聲怎么到客船引子：夜半鐘聲怎么到客船SME.USTB精確聲速：c=331.45+.061tn白天靠近地表的空氣溫度比較高，夜晚地面附近空氣比高空空氣溫度要低。所以白天高空的聲速要比地面慢，晚上則是地面的聲速比高空慢。n當(dāng)光通過(guò)兩種不同介質(zhì)界面時(shí)要產(chǎn)生折射現(xiàn)象。n同樣，因?yàn)橐雇砀呖湛諝饴曀倏?、地面聲速慢，空中的聲音也?huì)發(fā)生折射，傳播線路不再

4、是直線，而發(fā)生彎曲向下轉(zhuǎn)，如圖所示，這樣聲音可以傳得更遠(yuǎn)，甚至有“夜半隔山鐘”。n白天聲音就會(huì)傳向高空，因此在戰(zhàn)爭(zhēng)中，常有啞聲區(qū)，雖然戰(zhàn)場(chǎng)近在咫尺卻聽(tīng)不到炮火聲。2010-6-34GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftwarehttp://www.foxitsoftware.comForevaluationonly.11振動(dòng)的研究歷史振動(dòng)的研究歷史SME.USTB1.1振動(dòng)力學(xué)的萌芽——振動(dòng)現(xiàn)象及物理基礎(chǔ)n振動(dòng)現(xiàn)象?公元前6世紀(jì)，畢達(dá)哥拉斯發(fā)現(xiàn)較短的弦發(fā)出較高的音，將弦長(zhǎng)縮短一半可發(fā)出高一音階的音符?戰(zhàn)國(guó)時(shí)期的古人已定量地總結(jié)

5、出弦線發(fā)音與長(zhǎng)度的關(guān)系，將基音弦長(zhǎng)分為三等份，減去或增加一份可確定相隔五度音程的各個(gè)音；?公元前6世紀(jì)的《舊約▲約書(shū)亞記》記載了共振現(xiàn)象，耶利哥城在以色列人的齊聲吶喊中突然塌陷；?1638年伽利略在其名著《兩門(mén)新科學(xué)的對(duì)話》中明確弦線振動(dòng)頻率與其長(zhǎng)度、密度和張力的關(guān)系；?1687年牛頓考察了單擺在有阻尼介質(zhì)中的運(yùn)動(dòng)。認(rèn)為，弦線振動(dòng)是無(wú)窮多自由度連續(xù)系統(tǒng)的振動(dòng)，單擺擺動(dòng)是單自由度離散系統(tǒng)的振動(dòng)，振幅不大時(shí)都可認(rèn)為是線性的。2010-6-35GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftwarehttp://www.foxitsoftwa

6、re.comForevaluationonly.11振動(dòng)的研究歷史振動(dòng)的研究歷史SME.USTBn物理基礎(chǔ)?1678年Hooke提出彈性定律，建立了彈性體變形與恢復(fù)力間的線性關(guān)系，引入了振動(dòng)系統(tǒng)的基本組成部分——彈簧。?1678年，Newton?在《自然哲學(xué)之?dāng)?shù)學(xué)原理》中建立了運(yùn)動(dòng)變化與受力間的關(guān)系，使振動(dòng)問(wèn)題的動(dòng)力學(xué)研究成為可能。?他也定義了振動(dòng)系統(tǒng)的另一基本組成部分——質(zhì)量；?假設(shè)了介質(zhì)阻力與速度及速度平方成正比；形成阻尼概念的雛形。2010-6-36GeneratedbyFoxitPDFCreator?FoxitSoftwarehttp://www.fo

7、xitsoftware.comForevaluationonly.11振動(dòng)的研究歷史振動(dòng)的研究歷史SME.USTB1.2線性振動(dòng)理論——數(shù)學(xué)工具的引入n離散系統(tǒng)振動(dòng)理論?1727年約翰▲伯努利研究無(wú)重量彈性弦上等距分布等質(zhì)量質(zhì)點(diǎn)時(shí)，建立無(wú)阻尼自由振動(dòng)系統(tǒng)模型并解出解析解。.?1739年歐拉研究了無(wú)阻尼簡(jiǎn)諧受迫振動(dòng)，從理論上解釋了共振現(xiàn)象。?1747年歐拉在研究空氣中聲傳播時(shí)也建立了等剛度彈簧聯(lián)結(jié)等質(zhì)量質(zhì)點(diǎn)的模型，歐拉不僅列出運(yùn)動(dòng)微分方程并求出精確解，而且發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的振動(dòng)是各簡(jiǎn)諧振動(dòng)振型的疊加，特定振型的出現(xiàn)取決于初始條件。?1762年拉格朗日建立了離散系統(tǒng)振動(dòng)的

8、一般理論。?1873年瑞利發(fā)現(xiàn)了振動(dòng)系