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F = ? kx s阻尼力(c 為阻尼系數(shù),v 為振子速度): 假設(shè)振子不再受到其他外力的作用,于是可利用牛頓第二定律寫出系統(tǒng)的振動方程: 其中a 為加速度。 [編輯] 運(yùn)動微分方程 上面得到的系統(tǒng)振動方程可寫成如下形式,問題歸結(jié)為求解位移 關(guān)于時(shí)間 xt函數(shù)的二階常微分方程: 將方程改寫成下面的形式: 然后為求解以上的方程,定義兩個(gè)新參量: 上面定義的第一個(gè)參量,ω,稱為系統(tǒng)的(無阻尼狀態(tài)下的)固有頻率。 第二n個(gè)參量,ζ,稱為阻尼比。根據(jù)定義,固有頻率具有角速度的量綱,而阻尼比為無量綱參量。阻尼比也定義為實(shí)際的粘性阻尼系數(shù)C 與臨界阻尼系數(shù)Cr之比。丁基防水膠帶生產(chǎn)線 http://jd203.bsjdl.com/sell/index.php?itemid=12616
ζ = 1時(shí),此時(shí)的陰尼系數(shù)稱為臨界阻尼系數(shù)Cr。 微分方程化為: 根據(jù)經(jīng)驗(yàn),假設(shè)方程解的形式為 其中參數(shù)一般為復(fù)數(shù)。 將假設(shè)解的形式代入振動微分方程,得到關(guān)于γ的特征方程: 解得γ為: 編輯] 系統(tǒng)行為 欠阻尼、臨界阻尼和過阻尼體系的典型位移-時(shí)間曲線 系統(tǒng)的行為由上小結(jié)定義的兩個(gè)參量——固有頻率ω和阻尼比ζ——所決定。n特別地,上小節(jié)后關(guān)于γ的二次方程是具有一對互異實(shí)數(shù)根、一對重實(shí)數(shù)根還虛數(shù)根,決定了系統(tǒng)的定性行為。是一對共軛 臨界阻尼 當(dāng)ζ = 1時(shí),的解為一對重實(shí)根,此時(shí)系統(tǒng)的阻尼形式稱為臨界阻尼。現(xiàn)實(shí)生活中,許多大樓內(nèi)房間或衛(wèi)生間的門上在裝備自動關(guān)門的扭轉(zhuǎn)彈簧的同時(shí),都相應(yīng)地裝有阻尼鉸鏈,使得門的阻尼接近臨界阻尼,這樣人們關(guān)門或門被風(fēng)吹動時(shí)就不會造成太大的聲響。[編輯] 過阻尼 當(dāng)ζ > 1時(shí),的解為一對互異實(shí)根,此時(shí)系統(tǒng)的阻尼形式稱為過阻尼。當(dāng)自動門上安裝的阻尼鉸鏈?zhǔn)归T的阻尼達(dá)到過阻尼時(shí),自動關(guān)門需要更長的時(shí)間。 [編輯] 欠阻尼 當(dāng)0 < ζ < 1時(shí),的解為一對共軛虛根,此時(shí)系統(tǒng)的阻尼形式稱為欠阻尼。在欠阻尼的情況下,系統(tǒng)將以圓頻率相對平衡位置作往復(fù)振動。 [編輯] 方程的解 對于欠阻尼體系,運(yùn)動方程的解可寫成: 其中 是有阻尼作用下系統(tǒng)的固有頻率, 和φ 由系統(tǒng)的初始條件(包括振子的初始A位置和初始速度)所決定。該振動解表征的是一種振幅按指數(shù)規(guī)律衰減的簡諧振動,稱為衰減振動(見上圖中 的位移-時(shí)間曲線所示)。 對于臨界阻尼體系,運(yùn)動方程的解具有形式