「共振」現象之觀察
前文提到結構【共振】：當結構受外力作用時，此外力的「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」。
本文透過輔助的影片，說明共振的現象。以教學用的手提式振動試驗機展示範例，影片中黑色圓型底座是激振器，上方以垂直柱夾持簧片。以單一頻率的簡諧波驅動激振器，此基座激振的頻率，就相當於此系統的外力「激振頻率」，當此外力「激振頻率」與結構的「自然頻率」相等時，該結構就會有大的振動，這就是「共振」的現象。
影片中上半部金黃色簧片，A1較A2長，所以，A1的第一個自然頻率56 Hz較A2的108 Hz小；下半部紅色簧片，B1及B2寬度較小，所以與A1及A2相比，B1及B2的第一個自然頻率分別為91 Hz及211 Hz都較大。不同的結構尺寸，會有不同的結構自然頻率。
四個案例的左側圖示，為應用ANSYS有限元素分析軟體，進行理論模態分析(theoretical
modalanalysis) 所得到的第一個自然頻率(natural frequency)對應之模態振型(mode shape)動畫，可以看出與實體結構的振動模式相同。
影片中係採用金頓科技公司之手提式振動試驗機，所製作的振動模態展示影片，也有應用ANSYS軟體理論分析的模態振型動畫的同步展示。影片中的實體簧片結構共振現象的拍攝，採用了閃頻儀(stroscope)，以接近於激振頻率的速度閃爍光源，所以在視覺上，就可以明顯觀察到簧片的上下振動狀態，事實上，如影片中的56Hz到211Hz的激振頻率，簧片來回振動的速度，肉眼是無法分辨的。
希望本文對結構「共振」現象之觀察與說明，對您有幫助！
以上個人看法，請多指教！
王栢村
2017.06.05
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