• 1.摘要
  • 2.基本内容

瞬态振动

由外加瞬态激励引起的振动。可包含受迫振动或自由振动,或两者兼有。

瞬态振动的振幅随时间变化,并逐渐衰变为零。机械系统受撞击而产生的振动为瞬态振动,在很短时间内,振幅由零升至极大值,此后振动逐渐减弱而最终消失。

基本内容

表示激扰力或支座运动的激扰函数,假定都是周期的:或者是正弦型函数,或者是可以表示为傅里叶级数的周期函数。振系在周期激扰作用下的强迫振动,是按激扰频率进行的周期运动,是稳态运动;由于不可避免地要遇到阻尼力,伴随强迫振动发生的自由振动是迅速衰减的瞬态振动;同强迫振动相比较,这种瞬态振动是远为次要的,一般可以不加考虑。振系对周期激扰的响应,通常是指稳态运动。

但是,在许多重要的实际问题中,对振系的激扰并不是周期的,而是任意的时间函数,或者是只持续

极短时间(相对于振系固有周期而言)的冲击作用。例如列车在起动时各车厢挂钩之间的撞击力,火炮在

发射时作用于支承结构的反座力,地震波以及强烈爆炸形成的冲击波对房屋建筑的作用,精密仪表在运输

过程中包装箱速度(大小与方向)的突变,等等。在这种激扰的作用下,振系通常没有稳态运动,只有瞬

态运动在激扰停止作用后,振系将按固有频率进行自由振动,即所谓的剩余振动。

振系在任意激扰下的运动,包括剩余振动,称为振系对任意激扰的响应。

从已知的任意激扰求振系的响应,可以有好几种方法。例如,可以沿用前一章非齐次微分方程求解的

经典方法,只是代表激扰的非齐次项现在不再是周期函数。

引用卷积积分的方法,对具有任何非齐次项的微分方程,都可以用统一的数学形式把解表示出来,而且所得到的解除代表强迫振动之外,还包含伴随发生的自由振动。

卷积积分的方法适用于复杂问题,特别是数值解问题。

关于振系对任意激扰的响应,特别是对作用时间极其短暂的冲击载荷的响应,工程设计人员所关心的

不是振系的运动如何随时间而改变的全部历史,而是振系中出现的最大应力或位移等参数。