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共振頻率是中國的一個科技名詞。
漢字是中華民族燦爛文化展台上一顆無可取代、熠熠閃光的明珠[1]。漢字之美,美在莊重典雅,形神兼具。她承載的是中華民族數千年的厚重歷史與燦爛文化[2]。她的美,是無與倫比的。
名詞解釋
共振頻率(物理學術語)一般指共振(物理學術語)
共振(resonance)是物理學上的一個運用頻率非常高的專業術語,是指一物理系統在特定頻率和波長下,比其他頻率和波長以更大的振幅做振動的情形;這些特定頻率和波長稱之為共振頻率和共振波長。在共振頻率和共振波長下,很小的周期振動便可產生很大的振動,因為系統儲存了動能。當阻力很小時,共振頻率和共振波長大約與系統自然頻率和自然波長(或稱固有頻率和固有波長)相等,後者是自由振盪時的頻率和波長。
共振現象是指一個物理系統在其自然的振動頻率(所謂的共振頻率)和自然波長下趨於從周圍環境吸收更多能量的趨勢。自然中有許多地方有共振的現象。人類也在其技術中利用或者試圖避免共振現象。一些共振的例子比如有:天線的波長共振,太陽系一些類木行星的衛星之間的軌道共振、動物眼中視錐細胞對光的共振,量子力學裡光子躍遷的共振,電路的共振等。
機械共振
共振是指機械系統所受激勵的頻率與該系統的某階固有頻率相接近時,系統振幅顯著增大的現象。共振時,激勵輸入機械系統的能量最大,系統出現明顯的振型稱為位移共振。此外還有在不同頻率下發生的速度共振和加速度共振。
在機械共振中,常見的激勵有直接作用的交變力、支承或地基的振動與旋轉件的不平衡慣性力等。共振時的激勵頻率稱為共振頻率,近似等於機械系統的固有頻率。對於單自由度系統,共振頻率只有一個,當對單自由度線性系統作頻率掃描激勵試驗時,其幅頻響應圖上出現一個共振峰。對於多自由度線性系統,有多個共振頻率,激勵試驗時相應出現多個共振峰。對於非線性系統,共振區出現振幅跳躍現象,共振峰發生明顯變形,並可能出現超諧波共振和次諧波共振。共振時激勵輸入系統的功同阻尼所耗散的功相平衡,共振峰的形狀與阻尼密切相關。
在一般情況下共振是有害的,會引起機械和結構很大的變形和動應力,甚至造成破壞性事故,工程史上不乏實例。防共振措施有:改進機械的結構或改變激勵,使機械的固有頻率避開激勵頻率;採用減振裝置;機械起動或停止過程中快速通過共振區。另一方面,共振狀態包含有機械系統的固有頻率、最大響應、阻尼和振型等信息。在振動測試中常人為地再現共振狀態,進行機械的振動試驗和動態分析。此外,利用共振原理的振動機械,可用較小的功率完成某些工藝過程,如共振篩等。
自然共振
產生共振的重要條件之一,就是要有彈性,而且一件物體受外來的頻率作用時,它的頻率要與後者的頻率相同或基本相近。從總體上來看,宇宙的大多數物質是有彈性的,大到行星小到原子,幾乎都能以一個或多個固有頻率來振動。
共振不僅在物理學上運用頻率非常高,而且,共振現象也可以說是一種宇宙間最普遍和最頻繁的自然現象之一,所以在某種程度上甚至可以這麼說,是共振產生了宇宙和世間萬物,沒有共振就沒有世界。共振現象在生活中也被廣泛應用,盪鞦韆暫且不論,電視、網絡以及眼睛看到的一切事物,都是根據共振原理而接受信號的。
檢測技術
衝擊測試:最常用的方法是用一個物品敲擊機器,測量機器的反應,得到共振頻率。因為很小衝擊力就能激起寬範圍的頻率,這個方法是很有效的。使用該技術時,敲擊機器結構的不同部位是很重要的,因為結構共振頻率在同一個點採集,不同部位敲擊得到的。當識別機器共振頻率時,動力部位和傳動部位都應敲擊。使用這種方式時,機器必須停機。這樣就能輕鬆的識別設備的自然頻率。
啟停機測試:在設備轉軸上貼上反光帶,這樣啟停機過程中,就能得到相位。可以看到整個過程的幅值和相位變化。設備啟停機過程中,使用峰值保持方式記錄振動值。如果沒有共振,振動幅值以一定比率下降。如果某轉速下出現振動峰值且相位變化180度,就顯示了設備有共振頻率。這個共振頻率是相位90度處。
參考文獻
- ↑ 中國漢字:一字一世界,一筆一乾坤,搜狐,2019-05-26
- ↑ 漢字演變簡史:中華文化博大精深,從漢字字形看五千年社會變遷,搜狐,2020-07-22