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振动分析-24“响应光谱-1”

响应谱,简称为对外力的响应。

为了寻求回应,我回到了运动方程。

直到上次我才知道运动方程式是处理振动现象的基础。那么,具体会发生什么,我认为有很多人想要解决一次运动方程。

我想回到FFT与这个运动方程有什么关系。请和我交往。

(1)运动方程

1自由度系统的运动方程式在没有外力作用时

   mx‘’+cx‘+kx=0 ・・・(1)

外力f (t) 作用时

   mx‘’+cx‘+kx=f(t) ・・・(2)

) 中被调用,将出现故障。这个公式经常出现,但是为什么会那样表示呢?作为参考文献,我引用了大崎顺彦着鹿岛出版社发行的“地震运动的光谱分析”牛顿运动的三个定律。

第一定律

静止或匀速直线运动的物体保持其状态,除非力对其起作用。

第二定律

加速度 (速度的变化) 与作用力成正比,沿着作用力的方向发生。

第三定律

作用总是与反作用相反,它们的大小是相等的

分别被称为惯性定律、运动定律、作用反作用定律等。

那么,根据第二定律,加速度α,力F,

   α∝F ・・(3)

将比例常数的倒数定义为m质量

   α=(1/m)F 、F=mα   ・・・(4)

中选择新的扶手类型,来修改默认的扶手。然后再重写

   (-mα)+F=0 ・・・(5)

该式可以认为-mα和F平衡,-mα称为惯性力。即使物体以加速度运动,如果考虑惯性力,也可以将其视为静态力的平衡,这被称为达朗贝尔原理。

让我们将其应用于1自由度系统的图1。

图1

  • 图1
    在无阻力的地板上,有质量m,由弹簧和阻尼器连接。如果将该质量稍微向右移动并轻轻释放,则该质量将通过弹簧力返回到左侧,但阻尼器不会突然返回。阻尼器表示与速度成比例的阻力 (阻尼力) 。它可以在振动时返回到原始状态,也可以不振动地返回。这取决于质量、弹簧和阻尼器的大小。
    “将质量稍微向右移动,然后轻轻剥离”,此时设时间t=0,则此后无外力 (f (t) =0),故无外力的运动方程为;
    -mx”-cx’-kx=0
    初始条件t=0时,x=偏移量 (m)

由于加速度 α 是位移的二阶导数,速度是位移的一阶导数,因此可以得到外力 f(t)、惯性力 -mx''、弹簧力 -kx 和阻尼器阻尼力 -cx' 之间的平衡。

   -mx''−cx'−kx+f(t)=0

重写后得到公式 (2) 。

外力不起作用时,f (t) =0,得到 (1) 式。

m、c、k是常数,因此 (1) 式、(2) 式在数学中称为常数系数的线性微分方程式。下次挑战微分方程式。

参考文献

“地震运动的光谱分析”大崎顺彦着鹿岛出版社发行

“复数的故事”鹰尾广保着日科技连发行

《实用机械振动学》国枝正春著理工学社发行

(摘自2006年1月19日发行的电子邮件杂志)