باز کردن منو اصلی

ارتعاشات مکانیکی (به انگلیسی: Mechanical Vibration) عبارت است از مطالعه رفتار سینماتیکی و سینتیکی سیستم‌های نوسانی جهت بدست آوردن پاسخ زمانی سیستم. تمام اجسامی که جرم و کشسانی دارند می‌توانند نوسان کنند. از اینرو، تمامی ماشینها و سازه‌های صنعتی تا اندازه‌ای ارتعاش می‌کنند که این رفتار آن‌ها در طراحی باید در نظر گرفته شود.

اجزاء سیستم‌های ارتعاشیویرایش

در هر سیستمی که ارتعاشات مکانیکی دارد انرژی جنبشی و انرژی پتانسیل دائماً در حال تبدیل به یکدیگر هستند. اجزاء سیستم‌های ارتعاشی موارد زیر هستند:
۱. اجزاء الاستیک که انرژی پتانسیل را در خود ذخیره می‌کنند.
۲. اجزاء اینرسی که انرژی جنبشی را در خود ذخیره می‌کنند.
۳. اجزاء میرایی که عامل استهلاک انرژی هستند.

تقسیم‌بندی ارتعاشات مکانیکیویرایش

ارتعاشات مکانیکی را می‌توان بر اساس عوامل مختلف دسته‌بندی کرد:

۱. الف) آزاد (Free Vibration) که در آن بارگذاری خارجی وجود ندارد و سیستم به دلیل شرایط اولیه آن ارتعاش می‌کند.
ب) اجباری (Forced Vibration) که در آن سیستم تحت بارگذاری خارجی است.

۲. الف) نامیرا (Undamped Vibration) که در آن انرژی سیستم به مرور زمان از بین نرفته و سیستم پیوسته ارتعاش می‌کند.
ب) میرا (Damped Vibration)که در آن انرژی سیستم به مرور زمان از بین رفته و سیستم از ارتعاش باز می‌ایستد.

۳. الف) خطی (Linear Vibration) که در آن المان‌ها رفتار خطی داشته و رفتار سیستم از معادله دیفرانسیل خطی پیروی می‌کند. همچنین اصل جمع آثار در این سیستم‌ها صادق بوده و دامنه ارتعاش معمولاً کم است.
ب) غیرخطی (Nonlinear Vibration) که در آن المان‌ها رفتار غیرخطی داشته و رفتار سیستم از معادله دیفرانسیل غیرخطی پیروی می‌کند. همچنین دامنه ارتعاش این سیستم‌ها معمولاً زیاد است.

۴. الف) منظم که در آن مقدار تحریک خارجی بر سیستم در هر لحظه معلوم است.
ب) نامنظم (اتفاقی) که در آن مقدار تحریک خارجی بر سیستم در هر لحظه معلوم نیست.

اثرات ارتعاشات مکانیکیویرایش

ارتعاشات مکانیکی گاهی اثرات مطلوب و مساعد ما دارند (مانند ویبراتورها) و گاهی اثرات مخرب . نامطلوب دارند. پدیده‌ خستگی، تولید سر و صدا، شل شدن اتصالات و کاهش صافی سطح طی عملیات ماشین‌کاری تعدادی از نامطلوب‌ترین اثرات ارتعاشات هستند.

کاربردهای ارتعاشات مکانیکیویرایش

مباحث اصلی ارتعاشات مکانیکیویرایش

  • حرکت نوسانی
  • ارتعاشات آزاد
  • ارتعاشات اجباری
  • ارتعاشات گذرا
  • سیستم‌های دو درجه آزادی
  • سرعت بحرانی محورهای دوار
  • سیستم‌های چند درجه آزادی
  • کاربرد ارتعاشات
  • جداسازی ارتعاشات

منابعویرایش

  • Singiresu S.Rao, Mechanical Vibrations, Prentice Hall, Fifth Edition, 2011, ISBN 9780132128193
  • William Tyrrell Thomson, Marie Dillon Dahleh. , Theory of Vibration with Applications , Tsinghua University Press, 1998, ISBN 7302121370, 9787302121374