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線性力激勵模型 — 單自由度

旋轉不平衡單自由度力傳遞檢查

計算單一已記錄等效質量–彈簧–阻尼模態的峰值 1× 激振力、穩態位移及傳遞至支撐的力。

F₀=Uω²峰值振幅參考模型 — 無合格判定

模型邊界: 機組與基礎為單一剛性參與質量,置於線性平行 K–c 支撐上,由固定接收基準上的單一相位相干旋轉不平衡分量於 1× 處激勵。輸入必須描述同一模態與方向。此模型排除耦合/結構模態、基準或土壤順性、頻率相依特性、瞬態、非線性與合格標準。

峰值振幅單自由度結果

激振力 F₀,peak
無阻尼自然頻率 fₙ
頻率比 r
位移 X,peak
力傳遞率 TF
傳遞至支撐的力 FT,peak
力減衰(負值=放大)

已實現的穩態模型

mẍ+cẋ+Kx=F₀cos(ωt)
ω=2πn/60  ;  F₀=Uω²
ωₙ=√(K/m)  ;  r=ω/ωₙ  ;  ζ=c/(2mωₙ)
D=√[(1−r²)²+(2ζr)²]
X=(F₀/K)/D
TF=√[1+(2ζr)²]/D  ;  FT=F₀TF

m 為組合參與質量(kg),K 為等效剛性(N/m),U 由 g·mm 轉換為 kg·m(乘以 10⁻⁶),n 為 rpm,ω 與 ωₙ 為 rad/s,X 為峰值位移振幅(公尺),F₀ 與 FT 為峰值力振幅(牛頓)。力減衰為 (1−TF)×100%;負值明確表示放大。

來源與維度檢查

MIT OpenCourseWare, Rotating Imbalance 推導振幅為 meω² 的諧波力分量。 MIT OpenCourseWare, Vibration Isolation 推導力激勵單自由度響應與傳遞力比率。單位檢查:F₀=(kg·m)/s²=N;F₀/K=N/(N/m)=m。

解讀限制

結果非平衡公差、振動嚴重度值、基礎設計或安全/不安全判定。僅輸入專案資料支持的等效質量、剛性、阻尼與不平衡。總相位相干 U 指產生模型化 1× 力分量的向量等效不平衡;無關轉子或相位不可直接以標量相加。峰值振幅不得直接與 RMS 或峰峰值限比較。

理想無阻尼共振

當 ζ=0 且 r=1 時,穩態傳遞分母為零。理想線性模型無有限諧波穩態響應。計算器明確報告此奇異性;實際系統於共振附近需經測量/建模的阻尼與瞬態分析。

©2024–2026 Vibromera

參考線性單自由度算術,非規範性動平衡、振動合格或基礎設計計算。科學審查:2026 年 7 月。

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