大学物理机械振动总结范文

大学物理机械振动总结篇1

一、高中物理工具软件教学的现状

当前物理教学软件的教学内容空洞，不能和物理课堂教学需求相结合，不能系统地、全面地设计物理教学的重难点知识。物理教学软件不注意分析学生的学习需求，使很多学生无法有效地使用物理教学软件。很多物理教学软件虽然能够激发学生的学习兴趣，但却不能有效地巩固学生的物理知识，使物理教学软件的实用性降低。

二、高中物理机械波工具软件设计及应用

1.设计原则

（1）可视化原则

机械波中的教学内容，学生在现实生活中难以见到。由于缺乏直观的视觉体现，学生就无法理解机械波的传播规律。在设计机械波工具软件的时候，应该具有可视化原则，要让学生能够直观地看到机械波的传播、叠加等过程。

（2）快捷化原则

机械波教学软件还应该具有快捷性，在学习机械波的过程中，经常会需要利用各种波的图形来与振动图像进行比对，所以利用软件设计可以使教学内容变得更加快速。要能够对教学内容进行快速的编辑、选择，以适应高中物理课堂的教学环境。

（3）智能化原则

机械波工具软件还应该具有较高的智能水平，要能够自行推断出机械波的运动规律。对于某一时间、某一地点上的机械波状态，工具软件要能够准确地进行预测。

（4）个性化原则

机械波工具软件在设计的时候，还呈现出了个性化的特点，在设计过程中需要多考虑学生的实际学习需求，要为学生制定出丰富的教学内容，培养学生自主学习的能力。

2.设计内容

设计出的软件应明确其目标定位，并具体对学科内容展开分析，清楚地明白需要为学生传授的内容是什么，然后展开理想的教学过程设计，并找到设计中的整合点和整合内容，最后利用信息技术展开分析和支撑。

通过机械波工具软件，应该使学生正确理解机械波的波长、波速、频率、周期之间的关系，使学生可以熟练地画出机械波的变化规律。在机械波工具软件的帮助下，学生应该掌握机械波上质点的运动状态，要会分析横波的图象。根据波的传播规律，学生要能准确推测出质点的位移、回复力、加速度、运动方向等情况，同时也应该根据质点的运动状态来推测机械波的传播规律。

机械波主要通过画出波的图象，从而确定波长、振幅、方向等要素。波的传播具有双向性，这就造成了实际问题的多解性，比如某质点的位移就可能用最大正位移、最大负位移两种情况。某质点从平衡位置开始，可能向y轴正方向运动，也可能向负方向运动。对于这类问题，应该多观察波的变化规律，尤其应该注意两波在相遇时的情况。

在理想情况下展开教学设计，是指严格按照教学内容及教学要求展开教学，在不对教学条件进行考虑的情况下，突破了时空的限制对课堂教学步骤进行构思，通过这种方式来提高学生的学习效率与学习质量。从机械波部分的学习来看，对机械波生成过程进行营造，首先应对波形进行观察，然后随时对任意时刻的波形进行观察与分析，其次观察两列不同波相遇时的具体情况，最后观察波中不同质点的振动情况，着重观察质点的回复力、加速度等相关物理量。

3.软件应用

（1）通过情境创设，努力激发学生探疑兴趣

在课堂教学中寻找两位学生开展教学实验，让其将粗绳子摆动起来并进行现象观察（在此注意需使用特殊颜色在绳子上实施标记），譬如手如何振动？波传播方向是什么？基于此，教师能够引导学生举出生活中跟实验相似的例子，进而引出“波”这一概念。实验中，学生手左右进行摆动，可观察到波能够由绳中向前进行传播，做往复动作，此刻，教师可鼓励学生大胆猜想：若需形成水波以及声波则应具备哪些条件？通过总结，学生可归纳出介质与波源的相关概念。教师进行提问，即如何形成波，同时将绳波作为实例，针对其实际产生过程展开模拟，学生通过对教材的阅读分析总结提炼出，能够将绳子看作为通过大量质量共同组成的，由于外力作用，首个质点发生振动，由于各个质点相互间存在作用力，因此第一个质点运动能够将第二个质点运动带动，第二个质点运动又可带动第三个质点发生运动，以此类推，绳子上各个质点均相继发生运动，其对应形成波。

（2）不断延伸扩展，使学生视野更为开阔

在高中物理课堂教学中，开展演示实验，让学生针对弹簧波与绳波的不同之处进行观察探究。通过问题探究，总结分析可知，绳波各质点振动方向垂直其传播方向，存在有凸凹差别；弹簧波质点振动方向跟波传播方向共在相同直线上，存在有疏密差别。归纳得出，类似于绳波的个支点振动方向跟传播方向相互垂直的波可称作横波，包括凸部与凹部，其中，凸部是波峰，凹部是波谷。

纵览案例实践成效，机械波工具颇具较高使用价值，其能够针对现今机械波教学中所存在的各类问题进行有效解决，有助于学生物理能力的显著提高。

总之，机械波作为高中物理的重要内容，因为具有较强的抽象性、复杂性，学生往往难以有效地理解这一部分内容。为了更好地帮助学习机械波知识，教师应该采用机械波工具软件教学，为学生提供直观形象的教学内容。在机械波工具软件的帮助下，学生会熟练地画出机械波质点的运动状态，会发现机械波上的质点会随着振源变化。

大学物理机械振动总结篇2

关键词：机械振动；教学效果；措施

中图分类号：G642.3 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）09-0015-03

一、机械振动课程的特点及教学中存在的问题

机械振动是我院面向机械类本科生开设的一门选修课，本课程是为解决机械系统的振动问题提供必要的基础理论和方法的一门学科，其涉及的学科、专业面广，需要学员具备数学、力学、计算机技术及实验技术等基础理论及知识。教学内容主要包括机械振动中线性振动的相关内容，要求学员掌握建立各种类型的单自由度、两自由度及多自由度系统振动微分方程的方法及其解的表达式；对各种类型振动规律有清晰的理解，会计算相关的物理量；懂得隔振的原理及方法等。本课程与工程实际联系紧密，是一门实用价值很大，应用性很强的课程。通过本课程的学习，旨在使学员能够在今后的学习及工作中解决所遇到的机械振动问题。

机械振动课程教学中涉及大量的理论分析及公式推导，传统的教学模式主要以教员在黑板上讲解演示为主。然而，无论是单自由度还是多自由度系统，都有着实际的工程背景，其力学模型都是以实际的工程问题为对象而建立的，而且通过方程求解得到的描述系统振动规律的表达式往往都十分复杂、抽象，对于没有任何工程实践经验的学员来说，直观上很难想象或很难直接从公式中得出系统各物理参数对振动规律的影响，并且对各参数物理意义理解不深，教学效果往往不如人意。

针对机械振动课程的特点，并对以往教学过程中存在的问题进行分析总结，对如何改善机械振动课程教学效果提出了几点措施，经过在教学中实践应用，教学效果明显改善，达到了预期的教学目标。

二、提高机械振动课程教学效果的几点措施

（一）将工程实际问题及科研成果引入教学

振动现象可以说在日常生活和工程实际中无处不在，它既有有利的一面，又常常是造成机械和结构恶性破坏和失效的直接原因。在教学过程中，利用机械振动课程与日常生活及工程实际联系紧密的特点，通过引入发生在我们身边的振动事例，使学员很容易地接受并掌握各种抽象的物理概念。例如，在讲解共振的现象时，就可以举出历史上曾发生过的由于共振带来的灾难性典型事件：1849年在法国的曼恩河上，由于军队齐步过桥时使桥身发生共振而致塌，导致266人落水死于非命。鉴于此，为了避免发生破坏性的共振，世界各国都有一条不成文的规定：大队人马要便步过桥；建造铁路桥梁时，绝对不能让桥梁的固有频率与车轮撞击铁轨的振动频率相近。通过引入实例，加深了学员对共振概念及现象的理解，并可引导学员思考避免共振发生的措施；在讲解隔振问题时，可以用汽车在颠簸的路面上行驶产生的振动，以及行驶在铁轨上的火车对周围建筑物产生的振动来解释及说明。这样做，可以使学员感到振动问题离我们并不遥远，就是发生在我们身边的事，大大激发了学员的学习兴趣。

另外，还要注重结合科研实践，将科研成果引入教学。帮助大家了解最新科研成果，开阔眼界，满足学员对新知识的渴求。例如，在讲解系统动态响应求解方法时，将计算方法的最新成果引入教学，并与教材上的传统方法进行计算机编程分析比较，可使学员深入了解算法的性能；将已经完成的科研项目中的若干实际工程问题适时地引入教学，引导学员进行大型实际结构的特征值分析，动态响应计算，体现本课程的工程实用价值，同时，将所学知识直接用于解决工程实际问题，可以使学员感到学有所用，有助于学员对所学理论的掌握及运用，提高学员的动手和创新能力。

（二）制作计算机仿真课件进行辅助教学

研究振动问题的思路，一般是建立数学模型，列出微分方程，进而求解得出位移、速度、加速度随时间变化的表达式。在以往的机械振动教学过程中，教员主要把精力放在了介绍方程的求解方法上，对启发及引导学员独立思考，实验探索影响振动规律的各因素之间的关系重视不够。再者，从接受知识的角度出发，如果给学员实践的机会，学习效果会更好，知识的掌握程度会更高。

基于此，提出了将计算机辅助教学手段引入机械振动教学中，开发人机交互的MATLAB/Simulink仿真课件，在课堂上进行实时演示，通过学员自己动手实验，使抽象、难以理解的内容变得直观、生动，帮助学员理解各参数的物理意义，启发学员独立思考，开拓视野，激发学习兴趣，可以达到事半而功倍的效果。下面以几个典型振动问题为例，简要说明一下课件的设计思路。

1.拍的描绘。振幅相近，频率略有差别的两个同向简谐振动叠加时，所产生的特殊的振动现象称为拍，合振动的振幅将发生缓慢的周期性的变化。教材上给出的是采用数学方法得出的结果：

x（t）=x1（t）+x2（t）

x1（t）=A1sin（?棕1t+?渍1），x2（t）=A2sin（?棕2t+?渍2）=（A1+A2）cos（■t+■）sin（■t+■）

利用MATLAB/Simulink编制仿真程序，通过设置输入信号模块Sine Wave及Sine Wave1中的参数，示波器中会清晰地显示出拍的图象。用MATLAB/Simulink编写的仿真程序非常简单，利用计算机适时地演示拍的形成，把原本抽象的问题变得非常直观，有助于学生加深对拍的理解。

2.单自由度粘性阻尼系统自由振动仿真。根据相对阻尼系数的不同，单自由度粘性阻尼系统自由振动的响应有三种情况，分别为过阻尼状态、临界阻尼状态及欠阻尼状态。教材上通过数学计算，分别给出了三种情况下自由振动响应的表达式。由于表达式非常抽象，学员很难区分三种状态下响应的区别。下面利用MATLAB/Simulink编制仿真程序，通过改变衰减系数的值，示波器中会分别显示三种状态下系统的响应曲线，如图1所示，形象直观。

（a）过阻尼状态 （b）欠阻尼状态 （c）临界阻尼状态

大学物理机械振动总结篇3

关键词：主动减振；智能减振器；柴油发电机组；主被动复合控制；传感作动一体化

引言

舰船动力机械设备工作时产生的振动传递给船体结构，是产生水下辐射噪声、影响舰船隐蔽性和生命力的主要原因。被动隔振技术如单层、双层隔振、浮筏以及桁架结构的舱筏是隔离机械设备振动传递的主要措施和技术手段，也是目前水下结构减振降噪研究的主要方面。

被动隔振系统能有效地隔离机械设备的中高频振动，但其无法同时满足低频隔振对低动态刚度和高静态刚度的要求，因此低频隔振一直是被动隔振技术的瓶颈。对于舰船而言，低频振动产生的水下辐射噪声由于其传播距离远和不易衰减，是影响舰船隐蔽性和战斗力的重要因素。同时被动隔振技术无法跟踪机械设备振动频率的变化，隔振系统的设计一旦完成，如果振源频率发生变化，则无法保证理想的隔振效果。

主动隔振技术的原理是在原有隔振系统中引入主动的控制力，根据被控系统的振动信息{节主动控制力的大小和相位，使其产生的振动响应与原激励的振动响应相抵消，从而减少振动向基础结构的传递。因此主动隔振技术不仅能有效地隔离低频振动，还能适应外扰频率的变化。主动隔振有效地弥补了被动隔振技术的缺点和不足，与高静态刚度低动态刚度的非线性隔振系统一起为隔振技术提供了两个新的发展方向，具有很好的应用前景。

20世纪30年代德国物理学家Lueg提出的专利被公认为是振动主动控制技术思想的起源。但直到20世纪50年代美国科学家才开始探讨主动隔振技术在航空航天领域的可行性和实现方式。20世纪80年代末以来，主动隔振技术逐步向舰船领域拓展。随着作动器技术和数字信号处理技术的发展，开始逐步走向工程应用。如美国BBN公司研制的用于小型柴油机的磁电式主动执行机构（1988）、日本深江丸Ⅲ号实习船上基于液压伺服系统的柴电机组主动隔振（1989），瑞典护卫舰（2001）和澳大利亚collins级潜艇（2003）基于惯性式电磁作动器的主动隔振系统等。目前国际上已经有很多专业的公司从事这类产品的研究和开发，比如Paulstra公司就已经有了比较成熟的针对舰船机械设备的主动减振产品。

国内在这方面的研究起步较晚，但是国内学者一直在积极从事舰船动力机械主动隔振技术的理论、试验和工程应用的研究，近10年取得了丰硕的研究成果。比较典型的研究单位如上海交通大学、海军工程大学和哈尔滨工程大学等等。

作者和所在课题组在国内较早地开展了舰船柴油机主动隔振技术的研究，在主动隔振理论及控制算法、主动执行机构、主动控制系统整体设计等方面有深厚的研究基础。在20世纪末建成的柴油机液压主动隔振台架是目前国内较早针对实际动力机械设备进行主动隔振研究的试验系统，该系统对与柴油机转速相关的前几阶低频线谱的振动能进行有效地隔离。近几年致力于实船环境下动力机械的主动减振技术的研究，同时着眼于振动的隔离和水下辐射噪声的控制，从实船试验的角度验证了振动主动控制对抑制水下辐射噪声的有效性。

基于多年研究的基础，以主动隔振技术工程化为目的，课题组研制了主被动复合、传感作动一体化的智能减振器，与脱机运行的主动控制器构成针对舰船机械设备的主动减振系统。该系统基于动态响应频带宽、线性度好的电磁式作动器和经典的自适应算法，以线谱振动信号丰富的四冲程6135柴油发电机组作为振源建立了主动减振演示台架，进行了主动减振的试验研究，以检验主动减振系统的有效性。

1.柴电机组主动减振演示台架

1.1试验台架

主动减振演示台架选用船用6135高速柴油机作为振源，净重1330 kg，功率180 kW，额定转速1500 r/min，采用TXFW-315M4一H型发电机，重1040 kg。整个柴油发电机组通过A～D共4个智能减振器安装在弹性钢板上，如图1所示。弹性钢板由一组橡胶减振器安装在地基上模拟船体结构，通过测量弹性钢板的振动情况来评价主动减振系统的减振性能，同时可以利用体感来亲身体验减振效果。

1.2主动减振系统

结合图1和2可见，整个主动减振系统主要包括两大部分，主动控制器和智能减振器。如图2（b）所示，智能减振器基于被动的隔振结构，承担柴油发电机组静载的同时提供被动减振效果。主动执行机构及相应的功率放大电路、高低通滤波器、加速度误差传感器及相应的放大和滤波电路均集成于被动隔振结构上，执行机构与电路部分均采用模块化设计，采用插拔的形式安装，便于拆卸和维修。每个智能减振器能承担600 kg的静载，在10～200 Hz的频率范围内最大可以输出1000 N的主动控制力。主动控制器如图2（c）所示，可以选择上位机控制和脱机运行两种工作模式，配置了16路的A/D输入和16路D/A输出，此处分别用到5路A/D和4路D/A。

主动减振系统的工作原理如图3所示。其中w（z）为控制滤波器，S（x）为控制滤波器输出y（n）到误差传感器输出e（n）之间的物理传递通道（称为误差通道），s（z）为对误差通道识别的结果，在此用来对参考输入信号z（n）进行补偿滤波，然后与误差信号e（n）共同参与控制滤波器w（z）权系数的更新。

大学物理机械振动总结篇4

关键词：机械波；机械振动；教学设计

中图分类号：G642.4 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）11-0065-02

一、教材分析

《波的形成与传播》是人教版高中物理新课标教材选修3-4中的内容，主要研究机械波的形成过程及传播规律、波的分类，以及机械波的定义。

二、学情分析

通过前一章机械振动的学习，学生已经具备了简谐运动的基本知识，理解了质点振动的特点和规律。但学生在学习本节课时很容易产生质点随波迁移的错觉、不能分辨质点振动与波的传播之间的关系等问题，这就需要引导学生对物理现象由形象思维向抽象思维转变。

三、教学目标

根据本节课知识内容的要求及学生的一般性认知规律，确定如下教学目标：

1.知识与能力目标。（1）知道机械波的形成过程及产生条件。（2）知道什么是横波和纵波，并能理解什么是波峰、波谷、疏部和密部。（3）通过学习能够得出机械波的定义并理解机械波的传播特点。

2.过程与方法目标。（1）通过演示、实验、分析推理等探究方法来引导学生认识机械波的形成过程，使他们形成严谨的物理学习思维。（2）使学生能由物理现象分析推理出现象的普遍规律，并能以得到的规律来解释类似的物理问题，达到知识迁移的目的。

3.情感与价值观目标。（1）通过问题驱动、动画模拟物理过程的手段，激励学生的有效思维，让学生养成积极思考、主动参与，习惯和能力。（2）开展合作讨论，激起学生的学习热情，培养合作意识及实践与理论结合的探究精神。

四、教学重、难点

1.重点：（1）波产生的条件以及其形成过程。（2）机械波概念的建立。

2.难点：正确理解波动（群体运动形式）和质点震动（个别运动形式）的关系。

五、教学策略

1.多媒体辅助教学。以PowerPoint为载体，配合图片、视频、Flas直观形象的演示，巧妙地解决了学生学习本节课时空间想象能力差的这一难点。

2.问题驱动教学法。创设问题情境，让学生分组讨论，在熟悉的场景轻松地答题，带着兴趣进入新课的学习。

3.实验探究法。让学生动手演示绳波，团体合作演示“人波”等基本实验，亲身体会波的运动。

六、教学准备

多媒体课件，投影仪，绳子（两人一根），弹簧纵波演示仪，展示台。

七、教学过程

1.创设情境，引入新知。播放红旗在风中抖动、水波荡漾和舞动的绸带等视频。师：“请同学们思考一下：我们生活中常见的这些现象有没有什么共同点呢？”同学们的回答中可能会提到“波”，这时就顺势引出本节课的内容。师：“这些波形是如何形成的？波的形成又需要哪些条件呢？带着这个问题开始我们这节的课程。”

2.演示操作，引导探究。师：前面给大家展示了三种波的现象，在日常生活中我们还见到过类似的很多波形，那么同学们想不想体验波呢？设置学生两人一组演示操作绳波的实验，实验步骤：（1）将绳子一端用手指按在桌面上，手持另一端沿水平桌面抖动，在绳子上产生一列凹凸相间的波向另一端传播。（2）在绳子上每隔大约2～3cm用墨水染上一个点，代表绳子上的质点。重复步骤（1）。观察绳子上的质点依次被带动着振动起来，振动沿绳子传播开去，在绳子上形成凹凸相间的波。根据实验思考分析：绳子的一端振动后，为什么后面的质点能被带动着运动起来？如果将绳子剪断，后面的质点还能运动吗？如果手不抖动，波能形成吗？这说明波形成需要？绳子上凹凸相间的波形是怎样产生的？（3）观察并描述绳子上用墨水染过的质点的运动路线。学生回答上面三个问题，老师补充完善。师：依据绳波实验，我们来分析绳波的形成，我们可以把绳子分成由许许多多依次相连的质点，请同学们分析：当外力带动第一个质点振动1/4周期时，第1、2、3、4质点的位置和速度方向是怎样的呢？引导学生分析第一个质点分别在第2/4、3/4和一个周期时绳波的波形，画出波形图，并分析在这三个时间点第2、3和5、6个质点的运动情况。完成后请部分学生展示他们画的图和分析的结果，老师评价完善。之后利用PPT课件为学生展示一个质点连续振动一个周期波形成的动画，展示波的形成和传播的动态过程。

3.探索性质，总结规律。探索1：探索波产生的一般规律和传播特点。师：“我们在研究一种物理现象的时候，要能够根据现象得出一般规律，本节课也是如此，请同学们来总结出波产生的一般规律和传播特点。”前面绳波的实验和波的动画演示使学生们深刻理解了波的形成过程，在此引导学生归纳得出波的产生规律和传播特点：（1）波产生的条件：振源和连续弹性介质。（2）介质中前面的质点带动后面质点振动，后面的质点重复前面的质点的运动，并且在时间上依次滞后。（3）介质中各个质点的起振方向、周期、频率、振幅和波源相同。（4）实质：波向前传播的是振动形式、能量和信息。探索2：探索两类波――横波和纵波的特点。利用弹簧纵波演示仪来给同学们演示弹簧波的运动过程，让同学们比较弹簧波与绳波的异同，从而引导学生对波进行分类：横波和纵波，并通过Flas对比演示横波与纵波运动的状况。师：“请同学们比较横波与纵波的运动图像，思考横波和纵波运动过程中质点振动方向与波的传播方向之间的关系。”在学生思考讨论过后，老师点评学生的观点，并通过对比的方式得出结论：横波：质点振动方向与传播方向垂直。纵波：质点振动方向与传播方向在同一条直线上。用课件展示横波的波峰、波谷和纵波的密部、疏部，并解释含义。师：“请同学们根据我们总结出的横波和纵波的特点分析音叉发出的声波和地震波分别属于哪种类型的波，声波都能在哪些介质中传播呢。”学生得出声波和地震波都是纵波的结论，进一步引导学生举出其他横波和纵波的其他例子，并总结出横波和纵波分别能在哪些介质中进行传播。探索3：探索介质中某一质点的运动规律。在横波的传播过程中，介质中的各个质点在波的传播过程中的运动特点和规律也是一个重要的知识点，学生也比较容易将其理解为是介质中的质点沿着波的传播方向运动，在此要引导学生总结介质中质点的运动规律。师：“在横波的运动过程中，介质中某一质点的运动路径、周期分别是什么？其运动状态与振源振动的状态有什么关系？”多媒体演示波动的动模拟画，让学生们观察思考，在同学们小组讨论得出结果之后，老师再引导学生总结得出结论：介质中各质点的振动周期相同，同于波源的振动周期。离波源越远的质点的振动越滞后，后一质点的振动总是落后于带动它振动的前一质点的振动。

4.迁移应用，知识升华。组织学生们讨论：“这节课我们研究的波动和前一章的振动有什么联系和区别？”让学生们对比波动和振动的异同，以此来回顾本节课和上节课所学习的内容。列举两个实际生活中的实例问题使学生将本节课学习的知识迁移应用。

八、教学总结

大学物理机械振动总结篇5

关键词：机械振动；机械加工；受迫振动；自激振动

一、机械振动的分类

在机械的加工和生产中，机械设备和加工过程都会产生振动。机械振动是带有周期性的，在机械设备的切割操作中，刀具与工件中间在进行切削运动时，也会产生相对运动。很多管理者认为降低切削用量可以减少机械振动，减少摩擦。但这样就无法正常发挥机械加工的工作性能，限制生产效率，并且对刀具和设备本身的耐用度有所削弱，从而减少了使用寿命。性能的制约还会使机械设备在进行加工操作时发出造成，形成噪音污染。经过长时间的生产实践，可将机械振动分为三类，分别是：受迫振动、自激振动和自由振动。接下来我们会逐一的进行分析和介绍。

二、机械加工中的受迫振动

1、受迫振动产生的原因

受迫振动主要是受到外界的激励而产生的持续不断的振动，共振是属于受迫振动中的另一特殊属性。其中，受迫振动又包括瞬态振动和稳态振动两种振动模式。在机械加工过程中随某一时间变化而发生变化的振动被称为是瞬态振动，但此种振动持续时间短；需要通过外界的能量补充，并且能够作持续同等振幅的振动叫做稳态振动。这种受到周期性影响而产生的振动，是由于机械系统外部或内部的某种激振力作用，从而产生的振动。激振力的产生也是源于以下几方面原因：

1）高速回转存在不平衡

机床上的高速回转的零件有很多，例如卡盘和工件、主轴、电动机转子、磨床的砂轮、带轮等，就是因为零件的不平衡而产生激振力F（也叫离心惯性力）。

2）机床传动存在误差

机床传动当中的齿轮组，由于制造误差、装配误差产生了周期变化的激振力。另外还有：液压传动中油液脉动、轴承滚动体尺寸差、皮带接缝等因素都可以引起机械加工工艺系统中的受迫振动。

3）切削过程存在不均匀

切削过程是间歇的，例如车削、拉削、铣削带有键槽断断续续的表面，周期性变化的切削力被间歇切削引起了，随后激起振动。

4）外部振源方面

由一些相近的设备（例如龙门刨、冲压设备等等）工作过程中由地基传来强烈振动，整倍数（或者相同）频率的受迫振动由工艺系统产生了。

2、受迫振动的控制措施

先找出振源，然后采取适应的措施控制就能消除机械加工中的受迫振动。

1）避免激振力的频率与系统的固有频率接近，以防止共振

在机械加工过程中可采取改变主轴的转速或更换电动机的转速，来避开共振区域或用降低结合面的粗糙度、提高接触面精度或消除间隙、提高接触刚度等方法来提高系统的刚度和固有频率。

2）采取隔振加以控制

在机械加工过程中可把机床与液压部分分开；也可使机床的床身与电机采用柔性联接，从而隔离电机自身的振动；还可以用木材、厚橡皮将地基与机床隔离；还可以采用液压缓冲装置来减少部件换向时的冲击；还可以用防振沟阻隔地面和设备的基础的联系防止周围振源通过基础和地面传给机床。

3）减小或者消除振源的激振力

对转速在每分钟600转以上的零件就一定要经过平衡，特别是高速旋转的机械零件，因其工作时表面磨损不均匀和本身砂粒的分布不均匀等原因，很易造成主轴的振动。因此对于一些新更换的砂轮，我们必须进行修整前、后的两次平衡。在机械加工过程中齿轮的制造精度、装配精度都必须得到提高，提高齿轮的工作平稳性精度尤为重要。最终，减少由于周期性冲击引起的振动，减少噪声；另外，提高滚动轴承的制造精度、装配精度，减少由于滚动轴承缺陷引起的振动。

三、机械加工中的自激振动

自激振动是不受到外界的干扰和控制，机械设备在进行加工的过程中系统自身产生的振动，也被称为自振。这种非线性振动，除了系统本身具有振动特点之外，还具有非振荡性能源、调节环节和反馈环节。因此在没有外界能量激励的情况下也可以产生一种稳定的周期性振动。自激振动与初始条件之间不存在任何的牵绊关系，振动的频率也与系统自身的振动频率相接近。

1、自激振动的特点自激振动是一种不衰减的振动

振动过程本身能引起周期性变化的力，此力可从非交变特性的能源中周期性地获得能量的补充，以维持这个振动。到目前为止尚无完全成熟的理论来解释各种情况下发生自激振动的原因。目前克服和消除机械加工中的自激振动的途径，仍是通过各种实验，在设备、工具和实际操作等方面解决。

2、控制自激振动的途径

1）合理选择切削用量。切削用量是指切削速度、进给量和切削深度三者的总称。切削速度对刀具寿命有非常大的影响提高切削速度时，切削温度就上升，而使刀具寿命大大缩短.加工不同种类、硬度的工件，切削速度会有相应的变化。

2）合理选择刀具几何角度。基本角度分别是在正交平面内的前角、后角；在切削平面内的刃倾角；在基面内的主偏角、副偏角。派生角度是刀尖角、楔角。因为前角、后角和楔角之和等于90°。在不同的测量面内，都可以定义前角或后角。例如：在正交平面、法平面、切深平面、进给平面内都有其对应的前角和后角。

（1）阻尼器的原理及应用阻尼器是利用固体或液体的阻尼来消耗振动的能量，实现减振。阻尼器的减振效果与其运动速度的快慢、行程的大小有关。运动越快、行程越长，则减振效果越好。故阻尼器应装在振动体相对运动最大的地方。

（2）吸振器的原理及应用吸振器又分为动力式吸振器和冲击式吸振器两种：①动力式吸振器它是利用弹性元件把一个附加质量块连接到系统上，利用附加质量的动力作用，是弹性元件加在系统的力与系统的激振力相互抵消，以此来减弱振动；②冲击式吸振器它是由一个在壳体内自由冲击的质量块和一个与振动系统刚性连接的壳体组成的。每当机械系统发生振动时，由物体往复运动冲击壳体消耗了振动的能量，所以可减小振动。

3）合理调整振型的刚度比，提高加工系统动态特性

（1）提高加工系统的刚度

提高加工系统的刚度，特别是薄弱环节的刚度，便可有效提高机械系统的稳定性。对滚动轴承施加预载荷、提高各零件结合面间的接触刚度、镗孔时镗杆加上镗套、加工细长轴时采用中心架或跟刀架等等措施都可提高加工系统刚度。

（2）增加加工系统的阻尼

加工系统的阻尼来源于结合面上的摩擦阻尼、工件材料的内阻尼（材料内摩擦产生的阻尼称内阻尼）及其它附加阻尼。不同材料的内阻尼不同，机床床身、立柱等大型支承件一般用铸铁制造，因为铸铁的内阻尼比钢大。有时我们还将阻尼的大材料附加到内阻尼比较小的材料中去，借以增大零件的内阻尼，从而抑制自激振动。

四、结束语

机械加工是目前我国机械发展的重要环节，也是促进机械制造行业发展的坚实基础。因此对机械振动的治理和控制是机械加工过程中需要重视和解决的问题。综上所述，对机械振动的类型进行了简单的概述，并且针对不同的振动类型，提出了不同的机械振动的改造对策，做到了有效的减少机械振动，同时也为提高机械加工工件的总体性能和质量起到了决定性的作用。

参考文献：

[1]刘建新，杨庆玲.机械加工过程中机械振动的成因及解决措施[J].常州工学院学报，2013（1）

大学物理机械振动总结篇6

中图分类号：O45 文献标识码：A

Particle does not Move with Wave in Mechanical Wave

Propagation Showed by Matlab Animation

CHANG Jian[1], WANG Li[2], DING Zhiyong[1]

([1] Institute of Physics and Electronics, Fuyang Teachers College, Fuyang, Anhui 236041;

[2]Information Engineering Institute, Fuyang Teachers College, Fuyang, Anhui 236041)

AbstractBased on the Matlab data visualization function, uses the computer simulation to the physical experiment phenomenon, through the Matlab animation demonstration mechanical wave spreading process in the particle along with the wave migration, does not cause the teaching vivid image, opened certain promoter action to the physical experiment teaching.

Key wordsMatlab; animation; simulate; particle; vibrate; not to migrate with

1 引言

1.1 物理实验中使用Matlab的意义

随着计算机的普及，在教学或者科研中，获取计算机的帮助已不再是新的需求。教师在教学中如能利用动画来描述一个物理现象，或一条物理规律肯定会使学生大开眼界，同时提起学生的学习兴趣。这样，在教学中能够同时调动学生的听觉，视觉。此时再结合教学内容提出一小问题让学生们思考的话，教学效果自然不在话下。当然，有很多软件能够实现动画，但是这些软件不能定量的描述，都不够精准，不够科学。近年来，Matlab因其具有很好的数据处理功能及强大的绘图功能而在各个领域得到广泛应用，利用Matlab的强大的可视化功能不仅可以实现形象的描述，而且可以定量的刻画运动中的相关物理量。本文将介绍机械波传播过程中质点不随波迁移的理论分析，Matlab语句及动画的实现和对本次Matlab动画的总结。以期将该演示动画应用于教学，使教学内容形象、生动，同时提高学生的理解能力和学习积极性。

1.2Matlab简介

Matlab是Matrix和laboratory的前三个字母的组合，因此，又有“矩阵实验室”之称。它起初是由美国新墨西哥州大学计算机主任Cleve Moler编写的fortran子程序库接口程序，目的是方便学生在线性代数中的运算。经过近三十年的研究和不断的完善，它已由当初的“矩阵实验室”发展成为一种有广泛应用前景的，全新的计算机高级语言。①

数据的可视化是Matlab的一项重要功能，可视化方法包括二维图和三维图。其中的动画更能形象的描绘函数在某个区间内的极值，变化区间以及变化趋势，通过数据可视的方法，工程科研人员可以对自己的样本数据分布，趋势特性有一个直观的了解。②

本文就是利用Matlab动画形象的描绘振动介质中质点不随波迁移这一实验事实。

2 质点振动的理论分析

2.1 机械波的形成

产生机械波的条件：（1）振动的振子；（2）传播机械波的介质。

所谓介质是可以看作由大量的质点构成的，且相邻的质点间存在相互作用力的能够传播机械波的物质。当介质中的某一个质点发生振动时，就会带动它周围的质点振动起来，形成机械波。③

2.2 质点振动的微分方程及其解④

机械波传播中，每个质点振动，由回复力F = - cx，以及牛顿第二定律：F = ma，即有微分方程：m+ cx = 0 （1）

令k2 = ，（1）式化为 + k2x = 0（2）

反映质点运动规律的函数x = x (t)是满足微分方程（2）及初始条件：的特解

方程（2）的特征方程为r2 + k2 = 0，其根r = ?ik是一对共轭复根，所以

方程（2）的通解为：x = c1coskt + c2sinkt

应用初始条件，定出c1 = x0, c2 = 。因此，所求的特解为：x = x0coskt +sinkt （3）

方程可进一步写为x = Acos (kt + )（4）

其中 且tan =

至此，我们已经解出质点振动随时间的关系，采用更为一般的波动方程的记法：x = Acosk(t + )（5）

该方程即是波动方程的完整表述：⑤

（1）若x取一定值x'，则该方程刻画在x'处的质点的振动周期图；

（2）若时间t取一定值，则该方程描述t时刻的波形图。

3 Matlab实现动画

3.1Matlab的动画原理⑥

在Matlab中，每一个图形元素就是一个对象，每个对象都有唯一一个相应的句柄标识符，并且每个对象都有一组可以根据需要进行调整的属性，对象的属性反映了对象的特征，通过修改这些属性，用户可以灵活地改变、调整图形对象显示的方式。Matlab句柄图形的这一基本思想就是它实现动画功能的基本方法和重要原则。句柄图形的引入涉及设置函数的应用，常用的有set函数和line函数。EraseMode是制作动画时非常关键的一个属性，其擦除属性的设置主要有四个可选值: （1）“normal”,缺省值，计算整个画面的数据，重画整个图形，这种模式产生的图形最准确，但是速度最慢，（2）“back-ground”,将旧对象的颜色变为背景颜色，实现擦除，这种模式将损坏被擦除对象下面的对象，但新对象会正确着色；（3）“none”,不做任何擦除；（4）“xor”，只画与屏幕颜色不一致的新对象点，只擦除与屏幕颜色不一致的原对象点，该方式不损坏被擦除对象下面的对象，因而用的较多，而且速度也较快。

3.2 实现波在介质中传播的动画

由（5）式，要用Matlab实现动画，原理是很缓慢的画出对应时刻的图形再拼接在一起，原有的形状或原有图形被擦除掉，这要用到Matlab中EraseMode动画中的擦除模式“xor”和set函数。Set函数的条用格式为：set(句柄，属性名1，属性值1，属性名2，属性值2，…)。

振动的方程利用Matlab动画实现，设置一个句柄图形结合for循环实现动画过程，程序如下：

h = plot(t,A*cos(w*t+a),'EraseMode','xor')%设置一个句柄函数并为动画选择擦除方式

set(gcf,'position',[50 40 1300 750])%将图形显示的位置设置在[50 40 1300 750]%对应数值表示为在离屏幕的左边50，下边40，图形界面的宽1300，高750

for i=1:1080%设置循环每次移动1/180以实现动画

y=A*cos(w*t+a+i/180)

set(h,'ydata',y)%返回句柄绘图

Drawnow

3.3 实现介质中某个质点不随波迁移的动画

由波动方程x = Acos (kt + )知道，不在同一位置的质点由于相位的差异，质点振动的步调不一致，振动的状态相差|1 - 2|（其中1,2为不同振子振动的初相），可以利用在函数中加上一个相位使某一处的相位与要保证相同的位置处的质点的振动完全相同。⑦

在此，用for循环结合作图函数plot作出不同相位的两个质点的振动图象。本文选取处x1 = 2*pi和x2 = 7*pi的两个质点（应用时教师可以根据实际情况设置任意处的质点，比如设置x3 = 2*pi/3处的质点，要使其与振动波形步调相同的话，只要相应的加上2*pi/3即可）。程序如下：

for i=1:1080

plot(2*pi,A*cos(a+i/180+2*pi),'ro','EraseMode','xor')

plot(7*pi,A*cos(a+i/180+7*pi),'mo','EraseMode','xor')

3.4 动画演示效果图（见图1）

4 结语

使用Matlab语句实现动画效果比C语言或Fortran语言要简单、迅速、直观、生动、形象。

只要在原语句中添加函数，或者改变参数，就可得到不同的图形，也可以在同一图形窗口中绘制多个图形进行图形对比，分析。本文讨论了基于Matlab 动画实现的原理以及在机械波传播中的应用，通过本文，熟悉了Matlab 绘图的方法，和句柄函数及for循环的应用，实现了Matlab 动画在教学中的应用，在课堂上营造了浓厚的物理学习氛围，收到良好的效果。

基金项目资助：安徽省质量工程项目――物理与电子开放实训基地（项目号20100634）

注释

①王正林,刘明.精通MATLAB7.0[M].北京:电子工业出版社,2007.10.

②陈光,毛涛涛,王正林等.精通matlabGUI设计[M].北京:电子工业出版社,2008.2.

③李惠彬.振动理论与工程应用[M].北京:北京理工大学出版社,2006.9.

④同济大学数学系.高等数学（第六版下册）[M].北京:高等教育出版社,2008.4.

⑤漆安慎,杜婵英.力学（第二版）[M].北京:高等教育出版社,2008.4.

⑥郑凤川.用Matlab动画演示几何图形的几种方法[J].自贡:教科园地,2008.

⑦钟季康,鲍鸿吉.大学物理习题计算机解法--matlab编程应用[M].北京:机械工业出版社,2008.1.

附录

大学物理机械振动总结篇7

关键词：清车机； 气锤； 矿车； 易粘结的物料

1 国内几种矿用清车机简介

70年代中后期，煤炭工业部召开了多次矿车清理机械化经验交流会，此后国内许多煤炭、冶金和化工等矿山推出了多种适合自己具体条件的清车机。这些清车机在提高运输效率和减小工人劳动强度方面都起了一定的作用。

但是，由于各个矿山的具体条件不同和清车机本身的某些不完善之处使它们的发展受到了一定的限制。尽管如此，在完善和创新两方面仍然取得了不少可喜的成果。矿用清车机按照工作原理可分为振动法、电渗法、高压水射流法、机械法等，其中振动法又包括电磁振动、电动高频振动、电动低频振动、风力振动以及与翻车机笼体联动的无动力振动等；机械法又包括抓斗式、刮板式和圆盘（旋转）式等。现将几种主要的矿用清车机简介如下：

1.1 电渗清车器

电渗法清理矿车是在外电场的作用下，以水为介质在矿车与粘结物之间形成一层水膜，使粘结物与车壁脱离而达到清理矿车的目的。这种方法具有无噪声、无粉尘、不损坏矿车等优点。但是由于耗电较多， 故它仅适用于存积物含水量较高的矿车。该方法起初在徐州权台煤矿使用。后来，铜陵铜山铜矿和龙游黄铁矿等金属矿山也陆续采用，并取得了较好的效果。

1.2 高压水射流联合机械截齿清理机

该种矿车清理装置的工作机理包括高压水射流清理和机械截齿清理两部分。

高压水射流清理：高压水经喷嘴喷出后形成具有一定动能的高压水射流，当作用于矿车粘结物时，将对其进行切割和冲刷作用，使有一定粘结力的非固结性粘结物迅速脱落，同时高压水射流冲人粘结物的缝隙和孔洞后，则产生高压水楔作用，使粘结物的缝隙和孔洞不断扩展断裂，而破碎脱落。

机械截齿清理：利用螺旋分布的截齿对坚硬粘结物的切割作用，使粘结物快速与矿车分离。

结构组成

该种清理装置主要由可三维空间移动的门式组合机架、高压泵站、电控系统和截齿可伸缩清理滚筒等组成，其中清理滚筒是实现清理作业的直接执行部件。

截齿可伸缩清理滚筒由圆柱形筒体、切割截齿、高压水射流喷嘴、旋转密封等组成，筒体上螺旋分布着12个切割截齿和6个高压水射流喷嘴，每个切割截齿能沿其旋转直径方向在50 mm的范围内伸缩移动，以适应变形矿车的清理。高压水射流喷嘴随截齿螺旋均匀分布，泵站提供的高压水，经高压管路和旋转密封进入圆柱形筒体的中心孔，由各喷嘴喷出而形成高压水射流，实现对粘结物的冲刷、冷却截齿和灭尘的作用。

1.3 机械清车机

机械清车机利用电动机带动清扫器在矿车车箱内转动清除车底的粘结物。清扫器有金属刷式、盘式、滚筒式、螺旋割刀式等几种。清车机的横向行走部、纵向行走部、截割部都是由许多机械零件组合起来的，因此，结构笨重、操作复杂、维修量大。此外，使用这种清车机还需二次翻卸，费工费时，效率不高。有关煤矿虽作了一些改进，但效果不明显。吉林通化铜矿曾研制成一台由刷洗头、制动轴、减速器和电动机等组成的车箱清扫器。其纵向行走部分是一个装有四个小轮的小车，能沿轨道前进或后退。清扫器底座与小车铰接， 能绕铰点上下和左右摆动。最近，这类清车机有了新的进展。由洛阳工学院等单位研制的Qw3型机械铣切卧式三吨矿车清车机通过了技术鉴定。据称，适应性强；能利用部分现有配件和标准件，便于加工；与同类产品相比成本低、省人、省力、省电、经济效益好

1.4 振动清车机

振动清车机是我国使用比较早、研究比较多的一种清车机。在多年的实践和研究中，通过取长补短和采用有关的新技术，已逐步趋于完善。

2 主要用途：

在煤矿的生产过程中，矿车在井下运输和各个生产环节中都起着相当重要的作用。但是，由于在运输过程中矿车本身的颠簸、振荡，尤其是在井下受水汽、粉尘特定气氛的影响以及运送物料的繁杂，使得矿车在装运煤、矸石等物料的周转过程中，会在车皮底部逐渐积淀一些积垢，形成所谓的大车底。据观测，有的矿车粘底物可占矿车有效容积的 20%-30%，多的则达 50%。大车底降低了矿车的有效容积，直接影响了矿车的装载量，增加了矿车的周转次数，降低了运输提升的效率。特别是由于井下的环境潮湿，溶解了大车底中的一些酸性物质，加速了车皮的腐蚀速度，缩短了矿车的使用寿命，增加了矿车数量的投入。因此，矿用清车机的设计就显得尤为重要。清理矿车粘结物，可分为人工清理、机械清理和高压水射流清理等。如果用人工清理，不但劳动强度很大，清车速度比较慢，而且不符合《煤矿安全生产规定》的要求；采用机械清理不仅可以降低劳动强度，而且清车效果更好，效率更高；高压水射流清理由于耗水量太大，在推广上受到了很大的限制。目前国内矿车清理机械形式繁多，品种不一，而且造价普遍较高。经过改造的清车机不但清车效果良好，而且造价更低，改造所用的零件普通、易找，非常方便改造工作的进行。

3 工作原理：

振动清车机是我国使用比较早、研究比较多的一种清车机。在多年的实践和研究过程中，通过取长补短和采用有关的新技术，已经逐步地趋于完善。部分矿山在采用电动高频振动清车机的时候，由冲击强度和刚度比较小的矿车底部或两侧改为冲击强度和刚度比较大的矿车斗缘，以延长矿车的使用寿命：本次改造的气锤振动清车机是用旧的气锤经过改造后安装在清车机上取代原来的振动器，结构简单，震动的强度适宜，清车效果非常显著。湘东铁矿矿务局对北京有色冶金设计研究总院设计的低频振动清车机作了一些改进，由原来比较复杂的单独安装简化为与翻笼固定在一起，由原来需要摘钩、每次只能清理一辆矿车改为不需要摘钩，可以连续清理两辆矿车。而本次改造则是利用废旧气锤及其零件加配重、加行程进行改装、改造后，在滚笼上安装了这种改装清车机。本清车机可以连续进行多辆矿车的清理工作，而且车中沉积物清理彻底、不易损坏矿车。

4 技术指标：

改造过程比较简单，但实用性却很好，解决了不可以连续清理矿车和经常摘挂钩带来的安全隐患，与此同时之前经常损坏气锤的事故也基本上杜绝了。

5 技术创新点：

利用废旧设备、零件进行改装、改造，在新沙井地面滚笼上试安装后，工作效率显著提高高，改造后的清车机工作性能可靠、耐用、好用。

6 经济效益、社会效益：

大学物理机械振动总结篇8

[关键词]机械加工；振动；防治措施

中图分类号：V262.3+3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）42-0113-01

机械振动主要可以分为受迫振动、自激振动和自由振动三种类型。其中，自由振动是由于初始干扰力的作用而破坏系统平衡，靠弹性恢复力维持的振动。因为阻尼总是存在于系统中，会使得自由振动迅速衰减，因此，自由振动对机械加工产生的影响并不大。相对来说，自激振动与受迫振动都为不衰减振动，能对机械加工产生重大影响。

一、机械加工振动产生的原理分析

受迫振动是在外界的周期性干扰力支持下的不衰减的振动。产生受迫振动的原因可从工件、刀具和机床三个方面进行分析。机床中的一些零件制造的精度不高，导致机床不均匀的运动而引起的振动。刀具方面，当刀具多刃、多齿时，在进行切削时，因为刃口高度存在误差，也容易产生一定振动。工件表面经过切削后可能有断续表面、硬度不一等或表面余量不均，使加工时产生振动。

自激振动是在机械的加工过程中，由于振动的过程本身所引起的切削力的周期性变化，接着这种周期性变化切削力又来加强、维持振动，从而使被阻尼作用所消耗的能量从振动系统中得到了补充，这种振动即为自激振动。切削过程中的自激振动是一种频率比较高的振动，一般又称为颤振，通常能对加工表面质量及机床生产率的提高产生很大影响。导致自激振动发生的原因有以下几个方面：在切削加工过程中，在缺乏周期性外力发生作用的情形下，相对振动有时也会产生在刀具和工件之间，且在工件加工的表面上留下有规律、明显的的振纹。

自由振动是指由于系统所受外界干扰力消除后来自系统自身的衰减振动。因为一些偶然因素会对工艺系统发生作用，破坏系统平衡，自由振动仅靠弹性恢复力维持振动。这类振动会会在工艺系统的阻尼作用下很快衰减。

二、机械加工中的振动的危害

机械加工中的振动的危害是巨大且多方面的，

主要包括以下几个方面。

1. 对工件质量的危害

加工过程中的振动降低了加工表面的质量，引起加工表面的振动波纹，表面粗糙度值增大。它还会使工件和刀具之间产生相对位移，影响正常的运动轨迹。这样，就降低了工件的尺寸和形位精度。

2. 对机床及工装夹具的危害

振动使机床及夹具的运动元件之间松动，间隙增大，加快了机床及夹具零件的磨损，造成机床及夹具精度下降，影响切削质量，降低机床及夹具的使用寿命。严重时甚至造成重大安全事故。

3. 对切削刀具的危害

由于振动的产生，影响刀具的正常切削条件，使刀具承受交变切削力的作用，切削热增加，进而加快了刀具的磨损，甚至会引起切削刃的崩裂，大大降低了刀具的使用寿命。

4. 对生产效率的影响

为了避免工艺系统剧烈的振动，不得不降低切削用量，如采用较低的转速和切深等。同时，由于降低了刀具的使用寿命，频繁换刀、磨刀，使生产效率下降。

5. 对操作环境的危害

因振动会产生刺耳的噪声，使操作者的身心健康受到损害，降低了工作效率。

三、机械加工振动的主要防治措施

（一）有效控制自激振动的方法与途径

1.通过对振型刚度比的合理调整达到目的。根据振型原理可知，各振型刚度比及其组合也能影响到工艺系统的振动。可以通过合理调整两者之间的关系，来有效的抑制自激振动，从而提高系统抗振性。

2.实现工艺系统自身抗振性的提高。要不断提高机床抗振性，由于机床抗振性通常占主导地位，因此可以通过增强加工与装配质量、合理设定各部件固有的频率、提高机床的刚性以及增大阻尼等来提高抗振性。此外，还应注意增强刀具抗振性。可以通过增强工件弯曲刚性来提升工件安装的刚性。

3.减振装置的合理使用。如果采用其他措施后仍无法有效控制振动，还可以考虑通过消振减振装置的使用来达到目的。一般情况下，工艺系统中都附加有减振装置，振动能量被吸收或消耗后，减振的目的得以达到。它对自激振动可以达到同样的抑制效果，成为增强工艺系统的抗振性的有效途径。消振器装置中的吸振器可分成冲击式吸振器与动力式吸振器两类：动力式吸振器是利用所谓的弹性元件把附加质量块接连到系统中，通过对附加质量动力作用的利用，使得系统的力和系统激振力得以相互抵消，从而减弱振动。而冲击式吸振器是由与振动系统的刚性相连接的一个壳体与壳体内的自由冲击质量块来组成的，系统一旦振动，通过自由质量往复运动不断冲击壳体，使振动的能量得以消耗，从而减小振动。

（二）有效控制强迫振动的方法与途径

1.实现工艺系统刚度和阻尼的提升。提高工艺系统的刚度及增大阻尼是提高系统的抗振能力的有效措施。

不断增强连接处的部件接触刚度，减小滚动轴承的间隙。另外，通过使用内阻尼比较大的材料所制造的一些零件也可以效果减振。

2.通过消除或最大限度的减少来自振源的激振力必。以较高速旋转的一些零件，应该在修整前与修整后经过至少两次平衡。还要齿轮的装配精度与制造精度严格要求，可以通过齿轮工作的平稳性提升，来控制由于周期性冲击导致的振动，减少噪声。此外，提升滚动轴承的装配及制造精度，减低由滚动轴承自身缺陷引起的振动或选用厚薄均匀、长短一致的传动带等都可有效减少振动。

3.合理采用相关的隔振措施来减少震动。通过采用柔性连接机床的床身与电机以控制电机自身的振动，通过液压缓冲装置的应用，可以有效控制部件在换向时的冲击。另外，通过木材等使机床和地基相互隔离，将设备的基础与地面的联系通过防振沟进行隔离，从而有效控制周围的振源以地面及基础为媒介传给机床本身。

四、小结

通过对机械加工过程中振动产生的原因及特性的研究分析，可总结出许多科学有效的减振、防振措施，将这些措施应用在机械加工过程中可使振动的现象很大程度的降低，从而提升工件表面的品质和生产效率。但是，要想实现机械加工过程中振动现象的完全消除，现阶段还难以达到，需要我们做出更多的努力与研究。

参考文献

[1]周昌治.机械制造工艺学[M].重庆：重庆大学出版社，2006.

[2]江志国.浅析机械振动的原因及其防止措施阴[J].现代经济信息，2009 （08）：26-28.

[3]丁向阳.机械加工常见异常现象分析及解决方法[J].北京：机械工业出版社，2007.