ВИБРА́ЦИЯ

ВИБРА́ЦИЯ (от лат. vibratio – кoлебание, дро­жа­ние), ко­ле­ба­тель­ный про­цесс, воз­ни­каю­щий при пе­рио­дич. сме­ще­нии цен­тра тя­же­сти те­ла от по­ло­же­ния рав­но­ве­сия, а так­же при из­ме­не­нии фор­мы те­ла, ко­то­рую оно име­ло в ста­тич. со­стоя­нии. В. вы­зы­ва­ет­ся си­ла­ми воз­бу­ж­де­ния, ко­то­рые мо­гут быть при­ло­же­ны к объ­ек­ту из­вне или воз­ник­нуть внут­ри не­го са­мо­го. Воз­ник­но­ве­ние В. мо­жет быть обу­слов­ле­но за­зо­ра­ми и ше­ро­хо­ва­то­стью по­верх­но­стей де­та­лей ма­шин и ме­ха­низ­мов, на­ли­чи­ем не­урав­но­ве­шен­ных эле­мен­тов и де­та­лей. В тех­ни­ке (ма­ши­нах, ме­ха­низ­мах, со­ору­же­ни­ях, кон­ст­рук­ци­ях и др.) В. мо­жет быть по­лез­ной и вред­ной. По­лез­ная В., как ис­точ­ник ме­ха­нич. ко­ле­ба­ний, воз­бу­ж­да­ет­ся пред­на­ме­рен­но виб­ра­то­ра­ми, ис­поль­зуе­мы­ми в стро­ит., до­рож­ных и др. ма­ши­нах, для вы­пол­не­ния разл. тех­но­ло­гич. опе­ра­ций, при транс­пор­ти­ров­ке ма­те­риа­лов (виб­ра­ци­он­ный кон­вей­ер и др.), в при­во­дах руч­ных ма­шин и др. Вред­ная В., воз­ни­каю­щая при дви­же­нии транс­порт­ных средств, ра­бо­те дви­га­те­лей, тур­бин и др. ма­шин, ино­гда при­во­дит к на­ру­ше­нию ре­жи­ма ра­бо­ты и да­же раз­ру­ше­нию уст­ройств. В. кон­крет­но­го объ­ек­та оп­ре­де­ля­ет­ся си­лой воз­бу­ж­де­ния, её на­прав­ле­ни­ем и час­то­той ко­ле­ба­ний. При В. раз­ли­ча­ют: воз­бу­ж­де­ние си­ло­вое (ди­на­ми­че­ское) под дей­ст­ви­ем вы­ну­ж­даю­щих сил и/или мо­мен­тов; ки­не­ма­ти­че­ское, воз­ни­каю­щее при со­об­ще­нии к.-л. точ­кам сис­те­мы за­дан­ных дви­же­ний; па­ра­мет­ри­че­ское, на­сту­паю­щее в ре­зуль­та­те из­ме­не­ния во вре­ме­ни од­но­го или не­сколь­ких её па­ра­мет­ров (мас­сы, мо­мен­та инер­ции, ко­эф. жё­ст­ко­сти, ко­эф. со­про­тив­ле­ния); са­мо­воз­бу­ж­де­ние ко­ле­ба­ний, вы­зы­вае­мое по­сту­п­ле­ни­ем энер­гии от не­ко­ле­ба­тель­но­го ис­точ­ни­ка. Сме­шан­ное воз­бу­ж­де­ние В. воз­мож­но, напр., при со­вме­ще­нии ки­не­ма­тич. вы­ну­ж­ден­ных ко­ле­ба­ний с са­мо­воз­бу­ж­де­ни­ем. В боль­шин­ст­ве виб­рац. уст­ройств ис­поль­зу­ют­ся прин­ци­пы ди­на­мич. и ки­не­ма­тич. воз­бу­ж­де­ний. Вред­ную В. мо­жет вы­зы­вать ка­ж­дое из пе­ре­числ. воз­бу­ж­де­ний.

При ана­ли­зе В. объ­ек­та оп­ре­де­ля­ют ис­точ­ни­ки виб­рац. энер­гии и пу­ти, по ко­то­рым эта энер­гия рас­про­стра­ня­ет­ся. Ис­точ­ни­ком энер­гии В. мо­жет быть дви­га­тель са­мой ма­ши­ны, сеть пе­ре­мен­но­го то­ка, па­ро­вая тур­би­на и др. На прак­ти­ке пол­но­стью из­бе­жать В. ни­ко­гда не уда­ёт­ся. Для пре­ду­пре­ж­де­ния вред­ной В. и сни­же­ния её дей­ст­вия при­ме­ня­ют­ся разл. ме­ры за­щи­ты (напр., виб­рои­зо­ля­ция кон­ст­рук­ций, за­ме­на за­клё­поч­ных со­еди­не­ний свар­ны­ми в са­мо­лё­тах, мос­то­вых фер­мах и др.).

Осн. па­ра­мет­ры, ха­рак­те­ри­зую­щие В., – час­то­та ко­ле­ба­ний (Гц) и ам­пли­ту­да виб­рос­ме­ще­ния (виб­ро­пе­ре­ме­ще­ние; м) или их про­из­вод­ные – виб­ро­ско­рость (м/с) и виб­роу­ско­ре­ние (м/с²).

Виб­рос­ме­ще­ние из­ме­ря­ет­ся при низ­ко­час­тот­ной В. (с верх­ней гра­ни­цей час­тот 100–200 Гц) в стро­ит. виб­роа­ку­сти­ке, при ба­лан­си­ров­ке ро­то­ров, ис­сле­до­ва­нии уп­ру­гих де­фор­ма­ций, про­гно­зе ус­та­ло­ст­ных раз­ру­ше­ний и др. Виб­роу­ско­ре­ние оп­ре­де­ля­ет­ся при на­ли­чии ши­ро­ко­по­лос­ной В. (в диа­па­зо­не 100–10000 Гц) при виб­роа­ку­стич. ди­аг­но­сти­ке. Са­мый «из­ме­ряе­мый» па­ра­метр – виб­ро­ско­рость – ха­рак­те­ри­зу­ет ко­ле­ба­тель­ную энер­гию, т. к. по ней су­дят о тех­нич. со­стоя­нии ма­шин – их уз­лов и де­та­лей. См. так­же Виб­ро­ди­аг­но­сти­ка.

Важ­ная ха­рак­те­ри­сти­ка В. – уро­вень (от­но­ше­ние ам­пли­ту­ды к не­ко­то­ро­му опор­но­му уров­ню), из­ме­ряе­мый (по ана­ло­гии с шу­мом) в де­ци­бе­лах (дБ): $L=20lg(U/U_o)$, где $L$ – уро­вень сиг­на­ла (дБ), $U$ – уро­вень В. в обыч­ных еди­ни­цах ус­ко­ре­ния, ско­ро­сти или сме­ще­ния, $U_o$ – опор­ный уро­вень, со­от­вет­ст­вую­щий 0 дБ.

Уро­вень виб­ро­ско­ро­сти $V$ (дБ) оп­ре­де­ля­ет­ся: $L_v=20lg(U/U_o)$, или $L_v=20lg[V /(5·10^{–8} м/с)]$. Опор­ный уро­вень, рав­ный $10^{–9} м/с$, со­от­вет­ст­ву­ет стан­дар­ту сис­те­мы СИ (в рос. стан­дар­те $V_o$ при­нят $5·10^{–8} м/с$).

В. от­но­сит­ся к фак­то­рам, об­ла­даю­щим боль­шой био­ло­гич. ак­тив­но­стью. Дей­ст­вие В. на ор­га­низм воз­ни­ка­ет при пе­ре­дви­же­нии че­ло­ве­ка на по­ез­де, са­мо­лё­те и т. п., в про­цес­се ра­бо­ты на виб­рац. ма­ши­нах и обо­ру­до­ва­нии, а так­же во вре­мя стар­та и при­зем­ле­ния кос­мич. ЛА. Воз­дей­ст­вие В. мо­жет сни­жать ра­бо­то­спо­соб­ность, вы­зы­вать на­ру­ше­ние вос­при­ятия и др. См. так­же Виб­ра­ци­он­ная бо­лезнь.