vibrasjoner

Vibrasjoner er tilbakevendende bevegelser rundt en likevektsposisjon. De kan være lineære eller roterende og oppstår i naturen og i maskiner når krefter aktiverer et system. Vibrasjoner kan være frie (uten ytre pådriv) eller tvungne (påvirkes av en pådragskraft). De kan være små eller store og varierer i frekvens og amplitude.

Grunnleggende fysikk: En vanlig modell er et dempet harmonisk oscillator: m x'' + c x' + k x = F(t), der m er masse, c er dempingskoeffisient, k er stivhet og F(t) en pådragskraft. Naturlig frekvens er ω_n = sqrt(k/m). Demping beskrives av damping ratio, ζ = c/(2 sqrt(mk)). Ved resonans, når pådragsfrekvensen nærmer ω_n, kan amplitudeene øke betydelig dersom demping er liten. Frie vibrasjoner forsvinner over tid hvis damping er til stede; uten demping varer de lenger.

Typer og kilder: Vibrasjoner forekommer som lineære eller torsjonelle bevegelser. Demping deles ofte inn i viskøs og metall- eller materialdemping. Kilder inkluderer maskineri, kjøretøy, bygg og infrastruktur, vindbelastning og jordskjelv. Hensikten med å studere vibrasjoner er å forstå hvordan systemer oppfører seg under ulike forhold og å kontrollere uønsket resonans.

Måling og analyse: Akselerometre og vibrometre brukes til å måle vibrasjoner; lasersystemer som laser-vibrometre gir ikke-kontaktmålinger. Data analyseres ofte med frekvens- og tidsdomene metoder, inkludert Fourier-analyse og spektralanalyse, for å identifisere dominerende frekvenser og dempeffekter.

Bruksområder: Kunnskap om vibrasjoner brukes i maskinteknikk, bygg- og anleggsdesign, bil- og romfartsindustri, samt i jordskjelvmonitorering og helseovervåkning av strukturer for å sikre sikkerhet og ytelse.