物体的固有频率与共振

2018-10-11 13:16| 发布者: weixin| 查看: 1519| 评论: 3|原作者: weixin|来自: 声振之家

摘要: 本文论述物体的固有频率与共振

　　共振现象

飞机的颤振
　　任何飞机的飞行轨迹(马赫速度和高度)，由机翼和机身结构的共振频率决定。如果飞机太快，空气动力可以激发引起共振的固有频率，在飞机上称为颤振。如下图所示。

　　车开窗时的忽忽声
　　开车时将后排车窗打开能听到忽忽的低频声，这种声音通过车辆空气腔的共振而放大，如下图所示。即便是空气也会有共鸣!

　　车辆内部的空气被限制在车厢内。因此，车内空气腔具有可以被激励起的固有频率，从而导致汽车中的声压级增加。

　　歌剧歌手和玻璃
　　在影院中共振的例子是，歌剧演唱者发出特定的音符，由于共振，导致某位观众的杯子破碎，如下所示。

　　抑制与利用共振现象

　　在了解共振是多么具有破坏性之后，那么可以做些什么来避免它?

　　质量/刚度修正
　　吉他是改变系统的质量或刚度影响固有频率的一个很好的例子。吉他上的琴弦有不同的厚度，产生较低音符的琴弦比产生较高音符(较小质量)的琴弦更厚(更大质量)。随着吉他弦的质量增加，固有频率降低。

　　对吉他调音时，吉他上的弦轴旋钮会转动以拧紧或放松琴弦。收紧琴弦会增加刚度，提高固有频率。在结构中，增加刚度以将固有频率置于强制频率之上有助于减少振动。

　　阻尼修正
　　可以添加阻尼以降低接近固有频率振动时产生共振的破坏性，下图显示了阻尼增加时系统响应幅度响应减小。

　　阻尼修正通常用于减少振动。例如许多大型桥梁，如伦敦千禧桥，都采用流体粘滞阻尼器来控制振动，如下图所示。

　　使用调谐吸振器
　　可以使用调谐的质量-弹簧-阻尼系统来减小动态系统中的振动幅度。通过添加额外的质量弹簧系统来创建调谐质量阻尼器，该系统被“调谐”到现有系统的固有频率，如下图所示。

　　在原始系统的原始固有频率下，附加的调谐质量弹簧阻尼器将振动，但原始系统不会移动。如下图所示。

　　调谐动态吸收器还用于帮助减少建筑物中的摇摆振动。台北101大楼拥有世界上最大，最重的调谐质量阻尼器，重量为660吨。阻尼器调整到建筑物的摇摆模式，公众可以在摩天大楼顶部的室内观景台上观看调谐吸收器。建造成本约为400万美元。

　　来源：吉兴汽车声学部件科技有限公司微信号，作者：陈晓君。

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