放射性汙染
[拼音]:chongji
[英文]:shock
一個機械系統受到突然、急劇、非週期性的激勵而使該系統的狀態發生驟然變化,例如衝壓、鍛造等。衝擊振動對人體會產生有害的影響,損傷性衝擊噪聲會損傷人的聽力和影響人的健康,還會干擾周圍居民。因此,衝擊與衝擊噪聲的控制是環境保護的一個重要內容。
衝擊運動的描述
一般用一個衝擊參量隨時間變化的關係來描述衝擊運動。通常用作衝擊參量的是表示運動狀態的物理量如加速度、速度、位移等,或表示載荷情況的物理量如力、壓力、應力、力矩等。描述衝擊運動不是為了得到衝擊參量隨時間變化的波形,而是為了分析機械系統對某種激勵的響應(一個機械系統受到某種外來激勵的運動通常稱為對這種激勵的響應)。系統在無阻尼(如沒有摩擦損失)時,它的振動響應幅值 ξ(t)不隨時間(t)變化,而在有阻尼時,它的振動響應幅值會隨時間的增加而逐漸衰減。下面是幾種常見的激勵型別(τ為脈衝寬度):
分析方法
分析一個機械系統對衝擊的響應,最常用的方法有兩種:
(1)傅立葉分析:根據疊加原理,一個機械系統對任意激勵ξ(t)的響應,可以看作是對一系列寬度為無限小、幅度為ξ(τ)的激勵脈衝的響應的疊加:
(1)
式中v(t)是激勵ξ(t)的響應,h(t-τ)是系統在時刻t,對時刻τ作用的單位脈衝激勵的響應。用傅立葉變換的方法,把以時間t為變數的上式變為以頻率ω為變數的方程式,在線性系統條件下得到
R(ω)=H(ω)F(ω)(2)R(ω)、H(ω)和F(ω)分別為 v(t)、h(t)和ξ(t)的傅立葉變換。H(ω)稱為傳遞函式,它可以從系統受單位脈衝激勵時的運動微分方程,經傅立葉變換後得到的代數方程解出,它可以是力阻抗、力導納或傳遞比,視運動參量而定。由(2)式可知,只要知道任意激勵的傅立葉變換和傳遞函式,即可求得響應的傅立葉變換。用傅立葉逆變換便可算得響應v(t)。由於傅立葉分析是以頻率為獨立變數進行計算,所以又叫頻率域法。
(2)衝擊譜分析:如果用某個衝擊去激勵一系列線性、無阻尼單自由度的系統,那麼固有頻率由系統本身的性質決定,不同的系統有不同的固有頻率,便可以得到一系列對應於不同頻率的頻譜。這個頻譜稱為衝擊響應譜,簡稱衝擊譜或響應譜。衝擊譜一般可通過計算一個簡單系統對衝擊脈衝激勵的時間響應函式來求得。衝擊譜主要用於比較衝擊運動,設計承受衝擊的裝置,預測衝擊對結構的影響,以及設計環境模擬實驗等方面。
降低衝擊的措施
在生產實踐中衝擊技術被用於鉚接、衝壓、爆炸成形等工藝。衝擊往往會損壞機械裝置,並且影響人體健康和安寧。因此要設法消除或降低衝擊的影響和產生的衝擊噪聲。主要措施有:
(1)選擇系統的勁度,並增加受擊機械的質量,以降低衝擊引起的響應;
(2)給出適當的阻尼,使衝擊振動能量轉換為熱能;
(3)將產生衝擊的機器安排在隔振器上,減弱衝擊對環境的影響;
(4)合理設計衝擊部位的形狀,以延長衝擊作用時間;
(5)採用吸聲、隔聲等措施,降低衝擊噪聲。