過去了不要讓它過去，“共振”這件事還得捋一捋

承壓君話你知@

童鞋們，

還記得5·5虎門大橋顫振、

5·18深圳賽格大廈振動事件嗎？

據瞭解，相關的專家認為這兩次振動原因指向了共振（賽格大廈主要由桅杆風致渦激共振引起；虎門大橋則由特定風環境條件下的橋樑渦振所引起的）。

說起共振，什麼是共振？再解釋共振之前，首先咱們先來了解“頻率”。頻率？一根一端固定的繩子，當你慢慢（低頻率）擺動它時，可能出現的是下圖這樣。

當你雙手持繩，加速（較高頻率）擺動時，那麼它將可能呈現出下圖這種（好好想想是不是這樣？否則下文真沒法看）。

當加速發力時，繩子呈現的波峰波谷將繼續增加，繩子表現出來的n種不同振動形態，就伴隨有n種（或稱n階）固有頻率（結構系統在受到外界激勵產生運動時，將按特定頻率發生自然振動，這個特定的頻率被稱為結構的固有頻率）。對於振動系統，測定固有頻率最常用的手段就是用簡諧力激振，引起系統共振，從而找到系統的各階固有頻率。

結構的模態頻率與其自身剛度K成正比，與其自身質量M成反比，這就說明了為什麼我們能把繩子甩起波浪谷，鋼筋則不行。鋼筋為什麼甩不出效果？簡單說因為繩子軟，鋼筋夠剛硬，我們試著用鋼筋替換繩子（長度2000mm，半徑4mm），利用Abaqus有限元模擬提取鋼筋的前10階振動形式。結果看，要達到波浪效果（最低為5階），頻率得達到25HZ，即每秒25次來回振動，這種速度，靠雙手，完全不可能（為顯示效果，圖示變形被縮放，縮放係數200）。

看完頭暈腦脹的，確實有點燒腦。

特設觀察員舉個例子來說明。

盪鞦韆！！想象一下，如果你的夥伴在盪鞦韆，你在推，那麼你只需要等到鞦韆到達最高點的時候，略微施加一些力，就能把鞦韆蕩得很高！

盪鞦韆實際是物體發生週期性運動，其本身具有一個固有頻率，而你只需同步週期性，朝相同方向稍微施加外力，就可以維持一個很大振幅的運動。反之，當你亂推鞦韆，妄圖打破鞦韆的固有頻率，結果只能是廢了勁，卻蕩不起來。

再比如，大隊人馬過橋時，要改齊步走為便步走，這是為了避開共振。

又比如兩個頻率相同的音叉靠近，當其中一個振動發聲時，另一個也會發聲。這便是利用共振。

迴歸老本行：壓力管道，制鹼工藝中的煅燒爐，工藝要求鍛造頻次數十回/分鐘，這要求泵提供高壓大流量油液及油液高頻次換向，而這些都將導致油液與壓力管道發生作用帶來振動、區域性能量損失以及噪音。因此，研究管道的振動模態，合理佈置管道約束，或者提高結構剛度，達到提高管道系統的固有頻率，使之遠離激振頻率，避免共振，減少管繫結構的振動振幅，最終達到減小管道震動，減小管道區域性能量損失及降低噪音的目的。

瞭解共振，學會利用或避開共振在生產生活中已是非常普遍，對於裝置發生異常振動，一定不能輕視，隨著振動幅度增加，部件受到的等效應力增大，其疲勞損壞程度增加。對此，廣州承壓院擁有動態應變測量系統，在監測應變變化情況下還能獲得部件振動頻率，對於管道及其它部件的振動分析及安全評估具有重要意義。

今天，你get到了麼？

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