Вынужденные колебания. 
Исследование методов и средств защиты человека от технологической вибрации

Вынужденные колебания возникают при возбуждающих воздействиях, которые заданы явными функциями времени и не зависят от движения самой системы. Если воздействие задано в виде силы, имеет место силовое возбуждение системы. Частота установившихся вынужденных колебаний совпадает с частотой возбуждающего синусоидального воздействия.

При постоянной частоте синусоидального колебания виброускорение отличается от виброперемещения умножением на константу:

(4).

где — амплитудное значение виброперемещения; - угловая частота (); - частота.

При вращении статически неуравновешенного ротора (см. рис. 1 б) с постоянной скоростью возбуждающая сила равна.

(5).

где — суммарная величина неуравновешенных масс 2; - расстояние от центра масс 2 до оси ротора 1; - амплитудное значение возбуждающей силы.

Если в подшипниках ротора есть зазоры и трущиеся поверхности с высокой шероховатостью, имеет более сложный вид, а вынужденные колебания имеют сложный смешанный спектр (в данной работе не рассматриваются).

При совпадении частот свободных колебаний системы и возбуждающего воздействия () наступает резонанс — резкое увеличение амплитуды виброперемещения (виброскорости и виброускорения) вынужденных колебаний, который опасен своим разрушающим действием. Резонанс возможен не только в конструкциях аппаратов и механизмов, но и в теле человека, которое также представляет собой колебательную систему. Под воздействием вибрации могут резонировать отдельные части тела, что резко ухудшает состояние здоровья и ускоряет наступление вибрационной болезни.