共振(resonance)是物理学上的一个运用频率非常高的专业术语,是指一物理系统在特定频率下,比其他频率以更大的振幅做振动的情形。
共振是指一物理系统在必须特定 频率下,相比其他频率以更大的振幅做振动的情形;这些特定频率称之为共振频率。
共振在声学中亦称“ 共鸣”,它指的是物体因共振而发声的现象,比如两个频率相同的 音叉靠近,其中一个振动发声时,另一个也会发声。在 电学中,振荡电路的共振现象称为“ 谐振”。
一般来说一个系统(不管是力学的、声响的还是电子的)有多个共振频率,在这些频率上振动比较容易,在其它频率上振动比较困难,我们常研究低范围的系统频率。假如引起振动的频率比较复杂的话(比如是一个冲击或者是一个宽频振动)一个系统一般会“挑出”其 共振频率随此频率振动,事实上一个系统会将其它频率 过滤掉。
振荡强度是 振幅的平方。 物理学家一般称这个公式为洛伦兹分布,它在许多有关共振的 物理系统中出现。也是一个与振荡器的 阻尼有关的 系数。阻尼高的系统一般来说有比较宽的共振频率带,共振频率带也称为带宽。
共振是指机械系统所受激励的频率与该系统的某阶固有频率相接近时,系统振幅显著增大的现象。共振时,激励输入机械系统的 能量最大,系统出现明显的振型称为 位移共振。此外还有在不同频率下发生的速度共振和 加速度共振。
在机械共振中,常见的激励有直接作用的交变力、支承或地基的振动与旋转件的不平衡惯性力等。共振时的激励频率称为共振频率,近似等于机械系统的固有频率。对于单自由度系统,共振频率只有一个,当对单自由度 线性系统作频率扫描激励试验时,其幅频响应图(见图1)上出现一个共振峰。对于多自由度线性系统,有多个共振频率,激励试验时相应出现多个共振峰。对于非线性系统,共振区出现振幅跳跃现象,共振峰发生明显变形,并可能出现超谐波共振和次谐波共振。共振时激励输入系统的功同 阻尼所耗散的功相平衡,共振峰的形状与阻尼密切相关。
在一般情况下共振是有害的,会引起机械和结构很大的变形和动应力,甚至造成破坏性事故,工程史上不乏实例。防共振措施有:改进机械的结构或改变激励,使机械的固有频率避开激励频率;采用 减振 装置;机械起动或停车过程中快速通过共振区。另一方面,共振状态包含有机械系统的固有频率、最大 响应、阻尼和 振型等信息。在 振动测试中常人为地再现共振状态,进行机械的振动试验和动态分析。此外,利用共振原理的振动机械,可用较小的功率完成某些工艺过程,如共振筛等。
冲击测试:最常用的方法是用一个物品敲击机器,测量机器的反
启停机测试:在设备转轴上贴上反光带,这样启停机过程中,就能得到相位。可以看到整个过程的 幅值和 相位变化。设备启停机过程中,使用峰值保持方式记录振动值。如果没有共振,振动幅值以一定比率下降。如果某转速下出现振动峰值且相位变化180度,就显示了设备有共振频率。这个共振频率是相位90度处。
联系客服