所謂自激振動,是指振動系統(tǒng)通過本身的運(yùn)動,不斷地向振動系統(tǒng)內(nèi)饋送能量,它與外界激勵無關(guān),完全依靠本身的運(yùn)動來激勵振動,*常見和*典型的自激振動是蕩秋千。自激振動也稱為阻尼振動,因?yàn)檫@時振動系統(tǒng)的阻尼是負(fù)值,由振動物體運(yùn)動所產(chǎn)生的阻尼力非但不阻止振動,反而進(jìn)一步激勵振動,從而形成并維持振動。在機(jī)組上所發(fā)生的自激振動,主要有以下幾個特征。
1、頻率和頻譜
自激振動頻率與轉(zhuǎn)子工作轉(zhuǎn)速不符,而且與轉(zhuǎn)速無線性關(guān)系,一般低于轉(zhuǎn)子工作頻率,與轉(zhuǎn)子**臨界轉(zhuǎn)速相符合。也有自激振動頻率高于轉(zhuǎn)子工作頻率,例如發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子徑向剛性不對稱引起的參數(shù)振動。
自激振動是周期振動,振動頻率是一定的,它們的頻譜均屬于離散譜,這與大容量汽輪機(jī)上檢測到的隨機(jī)振動心率和頻譜截然不同,后者振動頻率是不定的(未來時刻內(nèi)不可預(yù)測),頻譜是連續(xù)譜。
2、轉(zhuǎn)軸運(yùn)動的形態(tài)
當(dāng)機(jī)組某一轉(zhuǎn)子發(fā)生自激振動時,轉(zhuǎn)子一方面高速旋轉(zhuǎn),另一方面以自激振動頻率振動,因而使轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生了一種特殊的運(yùn)動方式-渦動,或稱進(jìn)動。在機(jī)械振動學(xué)中稱為弓形回轉(zhuǎn),或稱甩轉(zhuǎn)。這時轉(zhuǎn)軸不僅圍繞其軸線旋轉(zhuǎn),而且該軸線本身也在空間回轉(zhuǎn)。
3、自激振動的波形和相位
自激振動波形主要取決于基頻振動分量大小,振動相位、自激振動幅值、頻率及自激振動所處的階段。自激振動一般分為暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)兩個階段。所謂暫態(tài)是指失穩(wěn)和不失穩(wěn)的臨界狀態(tài),它所激起的振動有較大的隨機(jī)振動分量。
4、自激振動的振幅與時間的關(guān)系
自激振動振幅與時間的關(guān)系,總的來說可分為收斂和發(fā)散兩種,前者隨時間推移振幅逐漸衰減,后者隨時間推移振幅越來越大。但實(shí)際機(jī)組所發(fā)生的自激振動并非完全如此,前者因衰減,振動很快消失。后者一開始振幅可能快速增大,但增大一定數(shù)值后就進(jìn)入穩(wěn)定階段,但也有可能在暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)過度階段來回掃蕩,這主要決定于振動系統(tǒng)給自激振動提供的條件是否充足,如果充足,則自激振動很快進(jìn)入穩(wěn)定階段。