vibracije

vibracije (engl. vibration; njem. Schwingungen; rus. колебание), u tehničkoj mehanici, periodično ili ciklično gibanje čestice, tijela ili mehaničkoga sustava prouzročeno vanjskim poremećajem u obliku sile ili otklona iz ravnotežnoga položaja. Sustav koji vibrira giba se oko svojega ravnotežnoga položaja, u koji se ponovno vraća nakon jednoga ciklusa s vremenskim periodom T. U svakom se ciklusu potencijalna energija sustava pretvara u kinetičku i obrnuto, uz djelomični gubitak energije zbog otpora i trenja, koja u obliku topline napušta sustav. Broj ciklusa u jednoj sekundi jest frekvencija (učestalost) f, koja je recipročna vrijednost perioda T, a mjerna je jedinica herc (Hz = s^–1). Vibracije stvarnih sustava (vozila, strojevi, elementi strojeva, građevine, temelji i dr.) proučavaju se na mehaničkim modelima kojima su osnovni elementi masa m, elastična opruga krutosti k i prigušenje c. Kada se sustav pomaknut iz ravnotežnoga položaja prepusti daljem gibanju, vibracije su slobodne prigušene ili su u idealnom slučaju neprigušene (c = 0). Ako na sustav djeluje vremenski promjenljiva poremećajna sila F(t) ili poremećajni pomak u(t), vibracije su prisilne. Vibracije se proračunavaju s pomoću diferencijalnih jednadžba iz kojih se dobivaju maksimalni otkloni od ravnotežnoga položaja te osobito važne vlastite frekvencije sustava (→ frekvencija, vlastita), o kojima ovisi pojava rezonancije. Vibracije mogu štetno djelovati (na ljudsko zdravlje, na udobnost vožnje ili prouzročiti lomove konstrukcija i sl.) ili biti korisne (npr. za sita ili drobilice). Smanjivanje ili povećavanje utjecaja vibracija postiže se različitim tehničkim zahvatima vezanima uz promjene krutosti ili uz prigušenje elemenata u sustavu, a katkada i ugradnjom dodatne mase (tzv. dinamičko prigušivanje). U rotorima strojeva, osovinama i drugim konstrukcijskim elementima opterećenima na uvijanje pojavljuju se tzv. torzijske vibracije. → rezonancija