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何为共振 共振的力学原理 共振的危害 共振的应用 预防共振

共振. 何为共振 共振的力学原理 共振的危害 共振的应用 预防共振. 何为共振. 共振： 系统在周期性外力(强迫力)作用下发生受迫振动 。在受迫振动时，如果 外力的频率跟系统的固有振动频率接近或相等 时，受迫振动达极大值，这种现象叫做共振。共振分为振幅共振和速度共振两类。. 能量角度解释共振 周期性的驱动力跟振动 “ 合拍 ” 时，每次驱动力都跟物体的速度方向一致，驱动力做的都是正功，故振幅越来越大，能量也越来越大。当驱动力不与振动 “ 合拍 ” 时，它做的一部分是负功，振动系统所得能量要少，不能引起共振。. 何为共振.

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何为共振 共振的力学原理 共振的危害 共振的应用 预防共振

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Presentation Transcript

  1. 共振

  2. 何为共振 • 共振的力学原理 • 共振的危害 • 共振的应用 • 预防共振

  3. 何为共振 共振： 系统在周期性外力(强迫力)作用下发生受迫振动。在受迫振动时，如果外力的频率跟系统的固有振动频率接近或相等时，受迫振动达极大值，这种现象叫做共振。共振分为振幅共振和速度共振两类。 能量角度解释共振 周期性的驱动力跟振动“合拍”时，每次驱动力都跟物体的速度方向一致，驱动力做的都是正功，故振幅越来越大，能量也越来越大。当驱动力不与振动“合拍”时，它做的一部分是负功，振动系统所得能量要少，不能引起共振。

  4. 何为共振 中国古代盥洗用具，金属制。形似现在的脸盆。盆底装饰有鱼纹的，称“鱼洗”；盆底装饰两龙纹的，称“龙洗”。 鱼洗奇妙的地方是，用手缓慢有节奏地摩擦盆边两耳，盆会像受击撞一样振动起来，盆内水波荡漾。摩擦得法，可喷出水柱。

  5. 共振的现象 Seeing and Touching Sructural Concepts . www.mace.manchester.ac.uk

  6. 何为共振 • 飞机的“音障”现象 • 声音的共振现象叫“共鸣” 共鸣箱（乐器上应用较多）

  7. 共振力学原理 代入初始条件得 定义 为动力数大系数，表示振幅相对于静变形的放大倍数则当t足够大时，等式右端前两项趋近于零，剩下最后一项(稳态响应部分)。

  8. 共振力学原理 • 稳态响应振幅和相位随频率变化的情况为

  9. 共振的危害 • “用一件共振器，我就能把地球一裂为二！” • ——发明大王特士拉 • 拿破仑国军踏破铁桥落水事件

  10. 共振的危害 美国Tacoma大桥倒塌

  11. 共振的危害 • 不久前的四川芦山地震阴霾仍未消去，共振的“幢幢魔影”亦出现在给人类在成重大损失的地震之中。 当地壳里的某一板块发生断裂时，产生的波动频率传到地面上，与建筑物产生强烈的共振，从而造成了楼房倒塌的惨剧。在厂房、桥梁等建筑物的设计时，也要考虑到共振的因素而尽量设法避免共振. • 最近的孟加拉国大楼倒塌事件造成非常惨重的伤亡。 • 机器在工作时由于零部件的运动(如活塞轴的转动),也会产生周期性的策动力，使机器因共振而损坏。

  12. 共振的应用 共振的军事价值:次声武器 • 次声波又称亚声波，频率范围大致为0.0001～20Hz 。 • 次声武器有两种类型 • “神经型”次声波武器 • “神经型”次声波武器发射的次声波频率和人脑的固有频率（8~12Hz）极其相近，当这样的次声波作用于人体时，会刺激人的大脑，使之产生共振，在人的意识和心理上产生一定的影响，从而达到伤害作用。 • “器官型”次声波武器 • “器官型”次声波武器发射的次声波频率和人体内脏器官的固有频率（4~18Hz）接近，当这样的次声波作用于人体时，人体的内脏器官便会产生强烈的共振，致使人员呼吸困难，肌肉痉挛，甚至使血管破裂，内脏遭受损伤，严重时就会如同前面举的例子那样，人员死亡，尸体破裂。

  13. 共振的应用 • 微波炉 • 食物中水分子的振动频率与微波大致相同，微波炉加热食品时，炉内产生很强的振荡电磁场，使食物中的水分子作受迫振动，发生共振，将电磁辐射能转化为热能，从而使食物的温度迅速升高。

  14. 共振的应用 核磁共振成像 核磁共振成像（Nuclear Magnetic Resonance Imaging‎，简称NMRI‎），是利用核磁共振（nuclear magnetic resonnance‎，简称NMR‎）原理，依据所释放的能量在物质内部不同结构环境中不同的衰减，通过外加梯度磁场检测所发射出的电磁波，即可得知构成这一物体原子核的位置和种类，据此可以绘制成物体内部的结构图像。 核磁共振仪

  15. 座位 座椅弹簧 车 身 底座弹簧 轮轴 轮轴 轮胎 路面 预防共振 • 在需要防止共振时,应使驱动力的频率与振动物体的固有频率不同,而且相差越大越好. 汽车减震示意图

  16. 预防共振 电动机要安装在水泥浇注的地基上，与大地牢牢相连，或要安装在很重的底盘上，为的是改变基础部分的固有频率，以增大与电机的振动频率(策动力频率)之差来防止基础的振动. 播音室对隔音要求很高，常用加厚地板、墙壁的办法，使它的固有频率和声音的频率相差很多，从而使声音的振动不会引起墙壁和地板的共振。

  17. 谢 谢！ 参考文献： 刘延柱. 趣味振动力学. 高等教育出版社.2012年3月 Seeing and Touching SructuralConcepts . www.mace.manchester.ac.uk

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