《振動噪音科普專欄》甚麼是【共振】?

甚麼是【共振】?

共振(resonance)是大家耳熟能詳的名詞,但是,【共振】的現象、【共振】的原因是甚麼呢?又,一般人常說的【共振頻率】,又是甚麼呢?

結構【共振】:當結構受外力作用時,此外力的「施力頻率」或稱「激振頻率」,與結構的「自然頻率」相等或相近時,會使得結構有「振動大」的現象,稱為「共振」。

這裡有兩個名詞,一為外力的「激振頻率」,一為結構的「自然頻率」。

請讀者參閱圖示,【為什麼鞦韆可以越盪越高?】,其實,就是應用了共振的原理。解釋說明如下:

1.     鞦韆是個結構,所以,鞦韆就有結構的「自然頻率」。如圖示的藍色線條為鞦韆的擺盪軌跡,可以推算出鞦韆的「自然頻率」。
2.     在盪鞦韆時,我們會掌握鞦韆下擺的相同時間點,用力盪鞦韆,這個施力方式,如圖示的紅色箭頭代表施力的時間點,可以推算出施力週期、及對應之外力的「激振頻率」。
3.     鞦韆要能夠越盪越高,就是要施加外力的「激振頻率」與鞦韆的「自然頻率」相近,如果能夠相等,那麼「共振」的效果就越顯著,所以鞦韆就能夠越盪越高。

所以呢?【共振】的原因是:因為外力的「激振頻率」等於結構的「自然頻率」時,就會產生「共振」。而【共振】的現象:結構的振動擺盪會越來越大,就像鞦韆會越盪越高。

當我們講【共振頻率】頻率,其實,我們真正說的是外力的「激振頻率」,因為外力的「激振頻率」剛好等於結構的「自然頻率」,所以就產生了「共振」,使得結構有「振動大」的現象。

對一般的機器來說,我們都不希望有共振現象的產生,所以要讓外力的「激振頻率」遠離機器結構的「自然頻率」,這就是避免共振的基本原則。

那麼甚麼是外力的「激振頻率」?如何知道機器之外力的「激振頻率」?有待下回分解!

希望本文對結構【共振】的說明,對您有幫助!


以上個人看法,請多指教!
王栢村
2017.05.22


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