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自激振动和自振系统的特性 |
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项目 |
基本特性 |
说明 |
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自激振动 |
自振是依靠系统自身各部分间相互耦合而维持的稳态周期运动。它的频率和振幅只取决于系统自身的结构参数，与系统的初始运动状态无关。一般情况下，振动频率为系统固有频率 |
自振无需周期变化外力就能维持稳态周期运动，这是与稳态受迫振动的根本区别 无阻尼自由振动的振幅和固有频率与系统初始运动状态有关，这是无阻尼自由振动与自振的根本区别 |
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自振系统 |
任何物理系统振动时都要耗散能量，自振系统要维持稳态周期运动，一定要有给系统补充能量的能源，自振系统是非保守系统 |
能源向自振系统输入的能量，不是任意瞬时都等于系统所耗散的能量。当输入能量大于耗散能量，则振动幅值将增大。当输入能量小于耗散能量时，振动幅值将减小。但无论如何增大减小，最终都得达到输入和耗散能量的平衡，出现稳态周期运动 |
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自振系统是非线性系统，它具有反馈装置的反馈功能和阀的控制功能 |
线性阻尼系统没有周期变化外力作用产生衰减振动。只有非线性系统才能将恒定外力转换为激励系统产生振动的周期变化内力，并通过振动的反馈来控制振动 |
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自振与稳态受迫振动的联系 |
如果只将自振系统中的振动系统和作用于系统的周期力作为研究对象，则可将自振问题转化为稳态受迫振动问题 |
当考察各种稳态受迫振动时，如果扩展被研究系统的组成，把受迫振动周期变化的外力变为扩展后系统的内力，则会发现更多的自激振动 |
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自振与参激振动的联系 |
当系统受到不能直接产生振动的周期交变力(如交变力垂直位移)作用，通过系统各部分间的相互耦合作用，使系统参数(如摆长、弦和传动带张力、轴的截面惯性矩或刚度等)作周期变化，并与振动保持适当相位滞后关系，交变力向系统输入能量，当参数变化角频率ωk和系统固有角频率ωn之比ωk/ωn＝2、1、2/3、2/4、2/5、…时，可能产生稳态周期振动，这种振动是广义自激振动 |
例如荡秋千时，利用人体质心周期变化，使摆动增大，但是如果秋千静止，无论人的质心如何上下变化，秋千仍然摆动不起来，这是典型广义自振的例子 如果缩小研究对象的范围，可将广义自振问题转化为参激振动问题，相反，在考察某些参激振动问题时，如果进一步探讨系统结构周期性变化的原因，也就是把结构变化的几何性描述转变为相应子系统的动力过程，就可将这类参激振动问题转变为自激振动问题 |
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自振的控制及利用 |
自振系统往往在达到稳态周期运动之前，振动的幅值就超过了允许的限度，所以，应采取措施控制和防止。但像蒸汽机、风动冲击工具等则是利用自振来工作的 |
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