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振动分析检测之什么是共振现象(数控机床为例)

共振是一种常见的物理现象。振动的物体,每秒钟完成全振动的次数称为这种振动的频率,单位是赫兹。振动又分为自由振动(无周期性驱动力)和受迫振动(有周期性驱动力)两种类型。


物体发生无周期性驱动力的自由振动时,振动的频率是由自身的质量、几何形状、材质等因素决定的,这种振动的频率称为物体的自激振动频率。一般情况下,对同一物体而言是一个固定值。而物体在外加的周期性驱动力下做受迫振动时,振动频率就不再按照自激振动频率了,而是与驱动力的频率相同。当受迫振动中,物体受到周期性驱动力的频率与物体自身的自激振动频率相同时,将会发生共振现象,这种情况导致的结果是使物体的振动幅度远远大于非共振状态。


我国古代著ming的科学笔记《梦溪笔谈》中,就记载过这样一个事例:余友人家有一琵琶,置之虚室,以管色奏双调,琵琶弦辄有声应之,奏他调则不应,宝之以为异物,殊不知此乃常理。翻译成白话文就是:我的一个朋友家中有一只琵琶,常常放置在没有人居住的空房间里。如果以吹管类乐器吹奏双调(一种曲调的名称)时,琵琶的琴弦会自动发出声音来应和。吹奏其他的曲调,就没有这种情况发生。朋友拿这只琵琶当宝贝,认为是奇异、有灵性之物,其实是不知道,这是一种常见的道理。以上提到的琵琶琴弦自动应和管乐之音,其实就是因为管乐声波的振动引起了琵琶琴弦的共振而发生的。

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