求教一个百思不得其解的简单问题-共振的最根本的机理

后知后觉

我还没明白呢。szdlliuzm 解释的只是一个破环可能的原因。我想请教的是
1。破环的能量到底怎么来的？ 还是这个问题不能从能量的角度考虑？
2。szdlliuzm 说的在共振谷点却是对激振动设备造成损伤，这个我还不知道，我想我们是对结构进行激励，在共振谷点，是结构的运动状态瞬间就变成了静止。为什么会对设备产生破坏呢？

愿闻其祥。

ice_fox

为什么一定是正功呐？
为什么不会是负功呢？

原帖由 yejet 于 2007-3-22 08:25 发表
简单来说，频率相等时，激振力一直在做正功

szdlliuzm

在振动试验时，控制方式是扫频时恒定振动幅值的振动。即振动试验中扫频时出现振动幅值变化时，控制仪会自动调节振动台的输出，即进行的是闭环控制了。在共振峰点时是振动幅值大于设定值，振动台的输出要减小，而在共振谷点时，试件上的振动幅值会迅速减小，控制仪的取样点是在试件上，因此控制仪的反馈输入同样是迅速减小，为了保持试件恒定幅值，因此振动台会迅速增大输出来填补消失的振动幅值，从而造成振动台的过输出而损坏电动台的功率放大器。
在试验过程中，你会听到电动振动台突然发出一个尖叫声，然后报警声响了，这时看振动台就是过电流保护停机了。这就是振动试验的共振谷点过不了。

[ 本帖最后由 szdlliuzm 于 2007-3-22 20:04 编辑 ]

lihuijun2893118

看看这个公式就明白了

Lagrange

原帖由 后知后觉 于 2007-3-22 17:16 发表
楼上的解释我没看明白。你说的是一个能量变大的过程。
可是如果是不整齐的步伐的话，能量也可能相同的，但是这时对桥梁没有危害了。

不整齐就不是都在做正功了，做的正功负功会相抵消的
至于为什么做正功12楼有解释

hao1982

原帖由 Lagrange 于 2007-3-23 15:40 发表

不整齐就不是都在做正功了，做的正功负功会相抵消的
至于为什么做正功12楼有解释

对,一个步兵走路能量可能不大,但许多个步兵加起来的能量还是很大的
散步走时各个步兵做的功有正有负,抵消了,而齐步走且和桥的固有频率相同时,所有人都在做正功,每次踏步就迭加一次能量,最后总的能量不亚于炸弹

szdlliuzm

我认为士兵齐步走造成大桥破坏的真正原因是大桥本身的质量问题.
任何一个物体都有自己的固有的共振频率, 在使用的过程中不可能不受到共振频率的外界激励，而士兵齐步走其实是加大了激励的能量。而现在同样是公路桥梁，桥上行驶的汽车的载重已是几十吨了，车流量是成百上千了，碰到有塞车时，车速是时快时慢，可以说这样的激励能量比几百人齐步更恐怖了。
同样是大风可以把美国的旧金山大桥吹倒，为什么不能把别的大桥都吹倒呢？
因此提高大桥的结构强度和建造质量才是根本的解决方法。

ufo_me

原帖由 szdlliuzm 于 2007-3-23 20:55 发表
我认为士兵齐步走造成大桥破坏的真正原因是大桥本身的质量问题.
任何一个物体都有自己的固有的共振频率, 在使用的过程中不可能不受到共振频率的外界激励，而士兵齐步走其实是加大了激励的能量。而现在同样是公 ...

      桥梁的振动并不单单是一个动力学问题，由于桥梁甚至整个土木工程的粗糙性（不同于航天和机械），造成了不能用单纯的力学和数学来解释它。
      现在桥梁的发展趋势大跨度，柔性化。然而增加刚度就会增加质量，这对桥梁来说是不利的。众所周知一座桥所承受的荷载分为横荷载和活荷载，而只有降低横荷载，增大活荷载才能最大程度的发挥一座桥梁的作用。而降低横荷载必然会降低刚度，使结构的柔度增大，从而使桥梁的振动问题（抗震、抗风、车桥耦合等）表现的更加突出。
      所以说我认为士兵起步过桥和大桥被风摧毁其实是一个小概率事件，可是不能应为这样就不理它了。由于条件的问题（实验条件、仪器、模型的尺寸效应等），土木工程的振动问题直到最近几十年才受到人们重视，很多问题还有待研究。以上是我的一些不成熟的观点，望大家批评指正！

[ 本帖最后由 ufo_me 于 2007-4-2 13:35 编辑 ]

wanyeqing2003

桥梁共振问题是存在的。比如风振等因素引起的共振现象，致使桥梁的破坏。

不但承载能力较大的桥梁会出现共振，就连一些高层超高层建筑物也会有风振问题。在建筑结构设计规范中就有关于风振的条文。

可以提供几个网页功参考：
1、请问横风向风振中颤振，抖振，驰振的区别和联系
http://okok.org/cgi-bin/ut/topic ... 3799&h=1#553411
2、车桥共振
http://okok.org/cgi-bin/ut/topic_show.cgi?id=41551&h=1#427151
3、 关于风荷载风振系数的确定问题
http://okok.org/cgi-bin/ut/topic ... 7008&h=1#596311

WSYcxl

我是今晚在本实验室老师的推荐下注册的这个论坛。
振动币是在那么回事啊？

就楼主的问题，我感觉3楼的回答很经典。

关于桥梁以及高层建筑，除了共振问题，还有内共振问题。最典型的案例，就是1940年，美国的Tacoma吊桥就因为风载引起振动而坍塌，而其在设计时已经考虑对传统意义上的共振的预防。这种情况只有在非线性系统内才能发生。

mriook

兵过桥时，如产生共振，则每次踏步产生的能量都变作动能储存在桥身，象荡秋千，所以桥损坏的能量来自所有士兵每次踏步的能量和。不齐步走就没有叠加，就没问题

wanyeqing2003

共振应该是能量积累的结果。

yejet

原帖由 ice_fox 于 2007-3-22 19:55 发表
为什么一定是正功呐？
为什么不会是负功呢？

共振情况下，激振力和位移的位移方向基本保持一致

yejet

原帖由 WSYcxl 于 2007-4-2 21:41 发表
我是今晚在本实验室老师的推荐下注册的这个论坛。
振动币是在那么回事啊？

http://forum.vibunion.com/forum/viewthread.php?tid=38991

Seventy721

最简单的系统 x''+w^2*x=w^2*A*cos(wn*t)
若w=wn，则解为

x=A/2*wn*t*sin(wn*t)

此时当t->无穷，x->无穷，这就是共振的表现形式。