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如果使任意欠阻尼機械係統偏離其平衡位置，然後釋放，則該係統將發生振蕩（振動），其振蕩頻率稱為阻尼固有頻率。在自由振動中，係統被釋放後，將繼續振動下去，直到振動逐漸小時或收到再次激勵為止。

大多數機械係統中的振動都與勢能和動能之間的周期性能量有關。例如，如果使單擺偏離其靜止為止，則會增加其勢能，在釋放單擺的瞬間，勢能將達到*大值且速度為零，因此動能也為零，釋放後，單擺將在動力作用下開始運動。當單擺達到底部時，重力勢能變為零，而動能則達到*大值，當單擺到達運動的反向*大位置時，勢能將再次達到*大值。由於單擺瞬間處於停止狀態，因此動能為零，並且單擺將繼續振蕩下去，直到摩擦逐漸耗盡係統能量為止。

轉子係統的振動與運動的動能和各種類似於彈簧零件的勢能之間的能量轉換有關。勢能可以臨時存儲在轉子軸偏轉、軸承偏轉、機器外殼的變形、任何附加管道係統的偏轉及地基係統的偏轉中。實際上，轉子係統的每個零件都可以充當用於臨時存儲振動能量的彈簧。

在自由振動中，能量由造成係統偏離平衡位置的力提供，可以是脈衝（類似於錘擊）形式，也可以是階躍函數形式，作用力的大小也會發生突然變化。

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