Вибра́ция (от лат. vibratio – метание, бросание), колебательный процесс, возникающий при периодическом смещении центра тяжести тела от положения равновесия, а также при изменении формы тела, которую оно имело в статическом состоянии. Вибрация вызывается силами возбуждения, которые могут быть приложены к объекту извне или возникнуть внутри него самого. Возникновение вибрации может быть обусловлено зазорами и шероховатостью поверхностей деталей машин и механизмов, наличием неуравновешенных элементов и деталей.

В технике (машинах, механизмах, сооружениях, конструкциях и др.) вибрация может быть полезной и вредной. Полезная вибрация, как источник механических колебаний, возбуждается преднамеренно вибраторами, используемыми в строительных, дорожных и других машинах, для выполнения различных технологических операций, при транспортировке материалов (вибрационный конвейер и др.), в приводах ручных машин и др.

Вредная вибрация, возникающая при движении транспортных средств, работе двигателей, турбин и других машин, иногда приводит к нарушению режима работы и даже разрушению устройств. Вибрация конкретного объекта определяется силой возбуждения, её направлением и частотой колебаний.

При вибрации различают:

• возбуждение силовое (динамическое) под действием вынуждающих сил и/или моментов;

• кинематическое, возникающее при сообщении каким-либо точкам системы заданных движений;

• параметрическое, наступающее в результате изменения во времени одного или нескольких её параметров (массы, момента инерции, коэффициента жёсткости, коэффициента сопротивления);

• самовозбуждение колебаний, вызываемое поступлением энергии от неколебательного источника.

Смешанное возбуждение вибрации возможно, например, при совмещении кинематически вынужденных колебаний с самовозбуждением. В большинстве вибрационных устройств используются принципы динамических и кинематических возбуждений. Вредную вибрацию может вызывать каждое из перечисленных возбуждений.

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

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

Вибросмещение измеряется при низкочастотной вибрации (с верхней границей частот 100–200 Гц) в строительной виброакустике, при балансировке роторов, исследовании упругих деформаций, прогнозе усталостных разрушений и др. Виброускорение определяется при наличии широкополосной вибрации (в диапазоне 100–10 000 Гц) при виброакустической диагностике. Самый «измеряемый» параметр – виброскорость – характеризует колебательную энергию, т. к. по ней судят о техническом состоянии машин – их узлов и деталей. См. также Вибродиагностика.

Важная характеристика вибрации – 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 вибрации 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 российском стандарте $V_o$ принят $5·10^{–8} м/с$).

Вибрация относится к факторам, обладающим большой биологической активностью. Действие вибрации на организм возникает при передвижении человека на поезде, самолёте и т. п., в процессе работы на вибрационных машинах и оборудовании, а также во время старта и приземления космических летательных аппаратов. Воздействие вибрации может снижать работоспособность, вызывать нарушение восприятия и др. См. также Вибрационная болезнь.