浅析干摩擦引起的自激振动

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　　什么是自激振动? 我们身边会遇到这样的振动吗?其实，生活中就有很多声音都是自激振动产生的。

　　活中有许多因干摩擦产生的声音，如弦乐器奏出的悦耳琴声，不加润滑的物体相互摩擦发出的嘎吱噪声(粉笔与黑板等)，其发声原理均为自激振动。

　　自激振动与周期激励的受迫振动相比，二者均为稳定的周期振动。自激振动也是靠外界能量的驱动形成，不同的是该驱动能量恒定不变，外力本身不直接给系统提供周期性变化的能量，系统振动能量的周期性变化是靠系统固有的自动调节机制，把非振荡性能量转换为交变激振力的。

　　自激振动是在单方向外力作用下产生的振动，它从振动中不断吸取能量，补偿阻尼的消耗以维持系统作稳定的等幅振动，由振动本身产生的阻尼力非但不阻止振动，反而进一步加剧该振动，因此自激振动又称为负阻尼振动。油膜振荡、卡门涡街都属于自激振动。

　　干摩擦引起的自激振动可用下列物理模型来分析：

　　传送带以恒定速度v0前进，与另一端固定的弹簧k 相连的物体m 受传送带静摩擦力的带动向前移动;与此同时，弹簧被拉伸以更大的力向后拉物体。当弹簧拉力超过最大静摩擦力时，物体突然向后滑动。于是弹簧缩短，向后拉力减小，直到传送带又能将它带动向前为止。如此周而复始，形成振荡。在该振荡过程中弹簧是逐渐伸张，突然松弛的，属于张弛型振动。

　　干摩擦引起的自激振动的频率由弹簧和质量块决定，与摩擦系数、滑动速度无关，但滑动摩擦系数越大，振动形态越接近简谐波，这也是弦乐器能发出优美乐声的物理原因。

　　来源：观为监测MHCC设备健康诊断中心公众号(ID：MHCC-Guanwei)