什么是振动的物理量?

什么是振动的物理量?

[拼音]：zhendong de wuliliang

[外文]：physical quantity of vibration

可以分成两类。一类是描述振动的大小的量，有位移、速度和加速度。对于稳态振动，常用振动量大小的均方根值(有效值)表达；对冲击性振动，有时用振动量峰值或平均值表达。另一类是描述振动变化率的量，有周期、频率、频谱或功率谱密度。振动变化率的量对于不同的振动有不同的关系和表述方法。

振动位移

物体振动时相对于某一参考坐标系的位置移动，单位是米(m)。在振动测量和分析中，常用位移级表述。位移级是位移同基准位移之比的常用对数乘以20，单位为分贝(dB)。基准位移一般采用10-12米。在描述振动机器的稳定性和隔振的效果方面，常用位移这个物理量来描述。

振动速度

物体振动时位移的时间变化率，单位是米每秒 (m/s)。在计量振动速度时常用速度级表述。速度级是振动速度同基准速度之比的常用对数乘以20，单位是分贝。基准速度规定为 10-9米每秒。速度级在描述振动体的噪声辐射时很有用。

振动加速度

物体振动速度的时间改变率，单位为米每二次方秒(m/s2)。测定振动对人的影响时，常用重力加速度g作为单位。例如当加速度超过0.02g时，振动就会对人产生影响。分析和测量振动时常用加速度级来表述。加速度级是振动加速度同基准加速度之比的常用对数乘以20，单位为分贝。基准加速度规定为1微米每二次方秒(μm/s2)。

振动周期

按一定时间间隔作重复变化的振动，称为周期振动。在周期振动中，振幅由最大值到最小值，再由最小值到最大值，变化一次所需要的时间称为周期，单位是秒(s)。变化慢的振动常用周期表示。

振动频率和频谱

在单位时间（每秒）内振动的周数称为频率，单位是赫(Hz)。简谐振动只有一个频率，数值等于周期的倒数。非简谐的周期运动，称为谐振动，按傅里叶定律，振动可以分解为不同简谐振动的分量，最低的频率称为基频，基频2倍的称二次谐波，3倍的称三次谐波，依此类推，即分解为傅里叶级数的形式来描述。因此，谐振动具有很多个频率，周期只是基频的倒数。这些频率分量的振幅作为频率的函数以图形表示，就称为频谱。谐振动是一种沿频率轴以等间隔分布的离散的线谱。非周期性的振动不能简单地分解成傅里叶级数，只能用傅里叶积分描述，它的频谱就变成连续谱。

振动的相关函数和功率谱密度

非周期性振动的振幅和相位是变化的，应用统计概率论的方法处理，常用相关函数描述（见振动测量技术）。相关函数的傅里叶变换等于该振动的功率谱密度。

参考书目

W.T.汤姆森著，胡宗华译：《振动理论及其应用》，煤炭工业出版社，北京，1980。