Vibrasjon

Vibrasjon er den periodiske bevegelsen av et legeme rundt en likevektstilstand. Bevegelsen kan oppstå når energi veksler mellom kinetisk og potensiell energi, og den kan være drevet av en ytre kraft eller av indre svingninger i systemet. En vibrasjon beskrives ofte gjennom utslag (amplitude), frekvens og fase.

I en forenklet modell følger vibrasjonen gjerne enkel harmonisk bevegelse: x(t) = X cos(ω t + φ), der ω = 2π f og f er frekvensen. Perioden er T = 1/f. I virkeligheten forekommer demping, som reduserer amplituden over tid. Dempingen karakteriseres av dempingskoeffisient eller dempingsforhold ζ.

Det finnes fri vibrasjon, der systemet etter en kort pådrivning fortsetter å svinge uten ytre kraft, og tvungen (pådriven) vibrasjon, der en ekstern kraft vedvarende påfører svingninger. Systemets naturlige frekvens bestemmes av masse og stivhet, og ved demping kan responsen være forskjøvet i fase og redusert i amplitude. Ved resonans kan små pådrivninger framkalle store utslag hvis frekvensen nærmer seg den naturlige frekvensen.

Måling og feltanvendelser: Accelerometre måler akselerasjon (m/s²) og gir data som kan integreres til hastighet og utslag. Seismometre registrerer jordbevegelser. Frekvensen måles i hertz (Hz). Vibrationer er sentrale i maskinteknikk, konstruksjon og geofag, og brukes i vibrodiagnostikk og vibroakustikk for å forstå, kontrollere og redusere skadelige effekter.

Virkninger og tiltak: uønskede vibrasjoner kan forårsake slitasje, støy og ubehag for mennesker, samt skade på bygg og maskiner. Design av vibrasjonsisolasjon og demping er derfor sentralt i mange systemer, eksempelvis underlag, festemåter og maskindeler.