Apakah Kekerapan Semulajadi? (Dan Peranannya dalam Resonans) • Pengimbang mudah alih, penganalisis getaran "Balanset" untuk penghancur pengimbang dinamik, kipas, mulsa, gerimit pada gabungan, aci, emparan, turbin dan banyak lagi pemutar Apakah Kekerapan Semulajadi? (Dan Peranannya dalam Resonans) • Pengimbang mudah alih, penganalisis getaran "Balanset" untuk penghancur pengimbang dinamik, kipas, mulsa, gerimit pada gabungan, aci, emparan, turbin dan banyak lagi pemutar

Apakah Kekerapan Semulajadi? (Dan Peranannya dalam Resonans)

Diterbitkan oleh admin pada

Memahami Frekuensi Semula Jadi

Definisi: Apakah Kekerapan Semula Jadi?

A frekuensi semula jadi ialah frekuensi tertentu di mana objek atau sistem akan berayun jika ia terganggu dari kedudukan rehatnya dan kemudian dibiarkan bergetar dengan bebas tanpa sebarang daya luar. Ia adalah sifat asas objek yang wujud, ditentukan sepenuhnya oleh ciri fizikalnya: ia jisim dan yang kekakuan. Setiap objek fizikal, daripada rentetan gitar ke jambatan ke struktur sokongan mesin, mempunyai satu atau lebih frekuensi semula jadi.

Hubungan Antara Jisim, Kekakuan dan Kekerapan Semulajadi

Hubungan antara ketiga-tiga sifat ini adalah mudah dan intuitif:

  • Kekakuan: Objek yang lebih kaku mempunyai frekuensi semula jadi *lebih tinggi*. Fikirkan tali gitar: mengetatkan tali (meningkatkan kekakuannya) menaikkan pic (frekuensi).
  • jisim: Objek yang lebih besar mempunyai frekuensi semula jadi *lebih rendah*. Fikirkan pembaris yang tergantung di tepi meja: pembaris yang lebih panjang dan berat akan berayun dengan lebih perlahan (frekuensi yang lebih rendah) daripada pembaris yang lebih pendek dan lebih ringan.

Untuk sistem satu darjah kebebasan yang mudah, perhubungan ini diterangkan oleh formula:

Kekerapan Semula Jadi (fn) ∝ √(Kekakuan / Jisim)

Ini bermakna untuk menukar frekuensi semula jadi objek, anda mesti menukar sama ada kekakuan atau jisimnya (atau kedua-duanya).

Frekuensi Semulajadi dan Resonans: Sambungan Kritikal

Konsep frekuensi semula jadi sangat penting dalam kejuruteraan dan analisis getaran kerana hubungan langsungnya dengan fenomena resonans.

Resonans berlaku apabila daya luaran, berkala digunakan pada sistem pada frekuensi yang sama atau sangat hampir dengan salah satu frekuensi semula jadinya. Apabila ini berlaku, sistem menyerap tenaga daripada daya luaran dengan sangat cekap, menyebabkan amplitud getarannya berkembang secara mendadak. Redaman adalah satu-satunya faktor yang mengehadkan amplitud daripada berkembang tanpa had.

Inilah sebabnya mengapa memahami frekuensi semula jadi sangat penting:

  • Meramal Masalah: Jika anda mengetahui kelajuan pengendalian mesin dan anda mengetahui frekuensi semula jadi struktur sokongannya, anda boleh meramalkan sama ada keadaan resonans mungkin berlaku.
  • Penyelesaian masalah: Jika mesin bergetar secara berlebihan, mengenal pasti frekuensi semula jadinya adalah langkah utama dalam menentukan sama ada resonans adalah puncanya.

    • – Mengelakkan Kegagalan: Mengendalikan mesin pada resonans boleh membawa kepada getaran yang melampau, tekanan tinggi, dan akhirnya, kegagalan bencana. Keruntuhan terkenal Jambatan Tacoma Narrows pada tahun 1940 adalah contoh resonans yang dramatik.

Bagaimanakah Frekuensi Semula Jadi Dikenalpasti?

Frekuensi semula jadi mesin atau struktur biasanya dikenal pasti menggunakan salah satu kaedah berikut:

1. Ujian Kesan (atau Ujian Benjolan)

Ini adalah kaedah eksperimen yang paling biasa. Mesin (semasa tidak berjalan) dipukul dengan tukul hentaman berinstrumen, dan getaran yang terhasil diukur dengan pecutan. Pukulan tukul memasukkan pelbagai tenaga, dan struktur secara semula jadi akan "berdering" pada frekuensi semula jadinya. Frekuensi ini muncul sebagai puncak yang jelas dalam spektrum FFT yang terhasil.

2. Ujian Run-up / Coast-down

Untuk mesin yang sedang berjalan, ujian run-up atau coast-down boleh mengenal pasti frekuensi semula jadi. Apabila kelajuan mesin berubah, sebarang daya putaran (seperti ketidakseimbangan) akan menyapu julat frekuensi. Jika salah satu daripada frekuensi ini melintasi frekuensi semula jadi, amplitud getaran akan menunjukkan puncak yang berbeza pada kelajuan itu. Ini adalah cara biasa untuk mencari sistem kelajuan kritikal.

3. Analisis Elemen Terhingga (FEA)

Semasa fasa reka bentuk, jurutera menggunakan model komputer untuk mengira frekuensi semula jadi teori bagi komponen atau struktur sebelum ia dibina. Ini membolehkan mereka mereka bentuk struktur untuk mengelakkan masalah resonans dari awal.

Dengan mengenal pasti dan memahami frekuensi semula jadi sistem, jurutera boleh memastikan bahawa jentera beroperasi dengan selamat dan boleh dipercayai, jauh daripada merosakkan keadaan resonans.

← Kembali ke Indeks Utama

Categories:
WhatsApp