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扭转振动

扭转振动是旋转机械中普遍存在的问题。在车辆、船舶和发电设备中随着高速、大功率活塞式发动机的采用,曲轴和齿轮轴等传动系统由于扭转振动引起的事故随着增加,由于扭振引起的zui大附加应力可以超过发动机驱动力矩所产生的工作应力的几倍。离心压缩机、汽轮机等高速旋转机械中扭振也同样是重要问题。因此扭振系统的固有频率、主振型以及动应力的计算和测量往往是旋转机械的设计和试验工作中不可缺少的一部分。

    实际旋转机械(尤其是活塞式发动机)的转动部分往往是比较复杂的,需要简化成简单的力学模型来进行计算。通常是把质量部分按重心不变的原则集中为若干具有等效转动惯量的圆盘,圆盘之间由具有等效扭转刚度的弹性轴段连接。等效转动惯景和等效扭转刚度可由计算及试验确定。这样就构成一个弹性轴上带有若干圆盘的扭振系统。圆盘数即为自由度数。实际问题常常属于多自由度系统。

    就动力学性质而言,是属于质点作直线运动或刚体绕定轴转动的间题。在工程实际间题中,例如具有对称平面的机器和基础的隔振系统以及车体等的振动,往往可简化为弹性支承的刚体在平面内的振动,一般具有上下移动及转动两个自由度。选择不同的广义座标,将会得到不同形式辆合的振动微分方程。

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