机械振动是物体或质点在其平衡位置附近所作有规律的往复运动。振动的强弱用振动量来衡量，振动量可以是振动体的位移、速度或加速度。

原理

振动的强弱用振动量来衡量，振动量可以是振动体的位移、速度或加速度。振动量如果过允许范围，机械设备将产生较大的动载荷和噪声，从而影响其作性能和使用寿命，严重时会导致零、件的早期失效。例如，透平叶片因振动而产生的断裂，可以引起严重事故。由于现代机械结构日益复杂，运动速度日益提，振动的危害更为突出。反之，利用振动原理作的机械设备，则应能产生预期的振动。在机械程域中，除固体振动外还有体振动，以及固体和体耦合的振动。空气压缩机的喘振，就是种体振动。

振动测试

自从应用机械阻抗、系统识别和模态分析等以来，人们已成地解决了许多复杂的振动问题。在已知激励的情况下，系统的振动性，使它的响应满足所需要求，称为振动。在已知系统的激励和响应的条件下研究系统的性，即用实验数据与数学分析相结合的方法确定振动系统的数学模型，称为系统识别。若已知机械结构运动方程的般形式，系统识别则简化为参数识别。参数识别可以在频域内行，也可以在时域内行，有的则需要在频域和时域内同时行。在已知系统的性和响应的条件下研究激励，称为环境预测。振动、系统识别和环境预测三者可以概括为现代振动研究的基本内容。在机械程域内，为确保机械设备安可靠地运行，机械结构的振动监控和诊断也引起人们的重视。在研究方法上，振动测试是与理论分析计算结合采用的。

防振措施

机械设备时，应周密地考虑所的对象会出现何种振动:是线性振动还是非线性振动;振动的程度;把振动量控制在允许范围内的方法。这是决定方案时需要解决的问题。已有的机械设备出现过允许范围的振动时，需要采取减振措施。为了减小机械设备本身的振动，可配置各类减振器。为减小机械设备振动对周围环境的影响，或减小周围环境的振动对机械设备的影响，可采取隔振措施。系统受到瞬态激励时，它的力、位移、速度、加速度发生突然变化的现象，称为冲击。般机械设备经受得起微弱的冲击，但经受不起强烈的冲击。为了保护机械设备不致于受强烈冲击而破坏，可采取缓冲措施，以减轻冲击的影响。如飞机着落时，轮胎、起落架和缓冲支柱等分别承受和吸收分冲击能量，借以保护飞机安着陆。减小机械噪声的根本途径主要在于控制噪声源的振动,在需要的场合,也可配置消声器。

种类

zui简单的机械振动是质点的简谐振动。简谐振动是随时间按正弦函数变化的运动。这种振动可以看作是垂直平面上等速圆周运动的点在此平面内的铅垂轴上投影的结果。它的振动位移为

x(t)=Asinωt

式中A为振幅，即偏离平衡位置的zui大值，亦即振动位移的zui大值;t为时间;ω为圆频率(正弦量频率的2π倍)。它的振动速度为

dx/dt=ωAsin(ωt+π/2)

它的振动加速度为

d2x/dt2=ω2Asin(ωt+π)

振动也可用向量来表示。向量以等角速度ω作反时针方向旋转，位移向量的模(向量的大小)就是振幅A,速度向量的模就是速度的幅值ωA，加速度向量的模就是加速度的幅值ω2A。速度向量比位移向量前90°，加速度向量比位移向量前180°。如振动开始时此质点不在平衡位置，它的位移可用下式表示

x(t)=Asin(ωt+ψ)

式中ψ为初相位。成次振动所需的时间称为周期。周期的倒数即单位时间内的振动次数，称为频率。具有固定周期的振动，经过个周期后又回复到周期开始的状态，这称为周期振动。何个周期函数，只要满足定条件都可以展开成傅里叶数。因此，可以把个非简谐的周期振动分解为系列的简谐振动。没有固定周期的振动称为非周期振动，例如旋转机械在起动过程中出现非周期振动，当旋转机械达到匀速转动时才产生周期振动。

由质量、刚度和阻尼各元素以定形式组成的系统，称为机械系统。实际的机械结构般都复杂，在分析其振动问题时往往需要把它简化为由若干个"无弹性"的质量和"无质量"的弹性元件所组成的力学模型，这就是种机械系统，称为弹簧质量系统。弹性元件的性用弹簧的刚度来表示，它是弹簧每缩短或伸长单位长度所需施加的力。例如，可将汽车的车身和前、后桥作为质量，将板簧和轮胎作为弹性元件,将具有耗散振动能量作用的各环节作为阻尼,三者共同组成了研究汽车振动的种机械系统。

单自由度系统 确定个机械系统的运动状态所需的立坐标数，称为系统的自由度数。分析个实际机械结构的振动性时需要忽略某些次要因素，把它简化为动力学模型，同时确定它的自由度数。简化的程度取决于系统本身的主要性和所要求分析计算结果的准确程度，zui后再经过实测来检验简化结果是否正确。zui简单的弹簧质量系统是单自由度系统，它是由个弹簧和个质量组成的系统，只用个立坐标就能确定其运动状态。根据具体情况，可以选取线位移作为立坐标，也可以选取角位移作为立坐标。以线位移为立坐标的系统的振动，称为直线振动。以扭转角位移为立坐标的系统的振动，称为扭转振动。

多自由度系统 不少实际程振动问题，往往需要把它简化成两个或两个以上自由度的多自由度系统。例如，只研究汽车垂直方向的上下振动时，可简化为以线位移描述其运动的单自由度系统。而当研究汽车上下振动和前后摆动时，则应简化为以线位移和角位移同时描述其运动的2自由度系统。2自由度系统般具有两个不同数值的固有频率。当系统按其中固有频率自由振动时，称为主振动。系统作主振动时，整个系统具有确定的振动形态,称为主振型。主振型和固有频率样,只决定于系统本身的物理性质，与初始条件无关。多自由度系统具有多个固有频率，zui低的固有频率称为*阶固有频率，简称基频。研究梁的横向振动时，就要用梁上无限多个横截面在每个瞬时的运动状态来描述梁的运动规律。因此，根梁就是个无限多个自由度的系统，也称连续系统。弦、杆、膜、板、壳的质量和刚度与梁相同，具有分布的性质。因此，它们都是具有无限多个自由度的连续系统，也称分布系统。

机械振动有不同的分类方法。按产生振动的原因可分为自由振动、受迫振动和自激振动;按振动的规律可分为简谐振动、非谐周期振动和随机振动;按振动系统结构参数的性可分为线性振动和非线性振动;按振动位移的征可分为扭转振动和直线振动。

自由振动

去掉激励或约束之后，机械系统所出现的振动。振动只靠其弹性恢复力来维持，当有阻尼时振动便逐渐衰减。自由振动的频率只决定于系统本身的物理性质，称为系统的固有频率。