共振
關(guān)注創(chuàng)建者：塵封的玨 創(chuàng)建時(shí)間：2018-10-11
共振的視頻教程
028 – FDTD超材料Fano共振（含演示，66元）
計(jì)算的內(nèi)容和結(jié)果（手機(jī)端可能無(wú)法顯示圖片，請(qǐng)?jiān)陔娔X端查看）： 1、Fano共振曲線 左：文獻(xiàn)中的圖，右：本案例的結(jié)果? ?? 2、共振峰處的電場(chǎng)分布 左：文獻(xiàn)中的圖，右：本案例的結(jié)果? ?? 再次提醒：本課程的視頻沒有聲音。
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汽車電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)ANSYS仿真高級(jí)實(shí)戰(zhàn)：國(guó)標(biāo)合規(guī)仿真、復(fù)雜模型處理、多物理場(chǎng)耦合分析等核心技能
本模塊將系統(tǒng)講解臨界轉(zhuǎn)速共振計(jì)算與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、電機(jī)軸撓度精確分析、過(guò)盈配合分析及最佳過(guò)盈量尋優(yōu)。 此外還將詳細(xì)闡述掃頻振動(dòng)、定頻振動(dòng)以及隨機(jī)振動(dòng)分析方法，包括齒輪嚙合接觸關(guān)系建立、比例阻尼設(shè)置、激勵(lì)載荷定義、動(dòng)態(tài)響應(yīng)評(píng)估與結(jié)果深度解析，幫助學(xué)員全面掌握振動(dòng)分析的核心技術(shù)。
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永磁同步電機(jī)力波和NVH分析以及結(jié)構(gòu)優(yōu)化探討
當(dāng)徑向力的頻率接近電機(jī)的固有頻率時(shí)，則會(huì)發(fā)生共振，引起較大的振動(dòng)及噪聲。所以需要深入研究徑向力波的時(shí)間空間諧波。 本研討會(huì)將對(duì)電磁力的力波進(jìn)行深入研究和分析，然后針對(duì)一款電機(jī)進(jìn)行NVH的仿真分析，從振動(dòng)加速度和模態(tài)定位出共振的電磁力時(shí)空特性，為電磁結(jié)構(gòu)優(yōu)化鎖定目標(biāo)；最后我們?yōu)榇蠹曳窒砘镜慕Y(jié)構(gòu)優(yōu)化思路和方法，為學(xué)員們的電磁減噪提供思路。
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共振的實(shí)例教程
當(dāng)物體所受激勵(lì)的頻率與該物體的固有頻率相同或接近時(shí)，物體振幅會(huì)顯著增大，這種現(xiàn)象叫做“共振”。秋千越蕩越高便是因?yàn)橥饬︱?qū)動(dòng)頻率與秋千振動(dòng)的固有頻率接近產(chǎn)生了共振。
產(chǎn)生共振的重要條件之一是物質(zhì)要有彈性，而宇宙中大到行星小到原子，大多數(shù)物質(zhì)都是有彈性的。共振現(xiàn)象可以說(shuō)是宇宙間最普遍和最頻繁的自然現(xiàn)象之一，我們領(lǐng)略世界的絢麗多彩，享受音樂的美妙動(dòng)人，欣賞大自然的如詩(shī)如畫與蟲鳴鳥語(yǔ)……這些都得益于共振的“魔法”。共振，猶如一位看不見的藝術(shù)家，用無(wú)形的力量，將世界裝點(diǎn)得多姿多彩。
共振的應(yīng)用
共振在生活中的應(yīng)用非常普遍。早在幾千年前，我們的先輩就利用共振的原理制作出共鳴器來(lái)監(jiān)測(cè)敵情：將幾十個(gè)陶罐蒙上皮革，每隔一段距離就埋下幾個(gè)，敵人來(lái)犯時(shí)，耳力敏銳的人就能聽到共鳴器發(fā)出的聲音示警。在當(dāng)代生活中，電視機(jī)、網(wǎng)絡(luò)工作中的信號(hào)產(chǎn)生、接收、放大、處理都離不開共振；醫(yī)療方面利用“核磁共振”技術(shù)診斷病情；微波爐加熱食物則是通過(guò)發(fā)射出的微波與食物中的水分子發(fā)生共振，將電磁能轉(zhuǎn)化為熱能……
共振的危害
對(duì)于工程結(jié)構(gòu)而言，共振大多都是有害的，如共振會(huì)導(dǎo)致大橋坍塌、建筑物裂紋等。眾所周知的一個(gè)很有名的例子：1906年一隊(duì)士兵邁著整齊地步伐通過(guò)一座大橋時(shí)，士兵踏步的頻率引起橋體共振而導(dǎo)致坍塌事故。所以在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造、安裝中，為使系統(tǒng)能夠安全、正常地運(yùn)轉(zhuǎn)，就需要了解系統(tǒng)的共振特性以優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，避免發(fā)生共振。
模態(tài)分析案例
了解系統(tǒng)的共振特性，需要用到模態(tài)分析。共振時(shí)，結(jié)構(gòu)振動(dòng)的形態(tài)被稱為模態(tài)。模態(tài)分析是對(duì)結(jié)構(gòu)的固有振動(dòng)特性分析，得到結(jié)構(gòu)的模態(tài)參數(shù)，如固有頻率、振型、阻尼等，其分析結(jié)果可作為瞬態(tài)分析、諧響應(yīng)分析和譜分析等其他動(dòng)力分析的基礎(chǔ)。
CAE仿真軟件可以通過(guò)科學(xué)計(jì)算對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行模態(tài)分析。
展開 將參數(shù)寫入文件
(F16.9)
*CFCLOS
顯示加速度響應(yīng)的時(shí)域和頻域：
從以上兩個(gè)圖可得：
1 當(dāng)激勵(lì)中包含結(jié)構(gòu)共振頻率時(shí)，結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生共振現(xiàn)象；
2 結(jié)構(gòu)仿真中，共振時(shí)的時(shí)域響應(yīng)不一定有拍現(xiàn)象；
3 信號(hào)實(shí)踐
不難發(fā)現(xiàn)，只要信號(hào)頻譜中存在相近的頻率，就會(huì)從產(chǎn)生拍現(xiàn)象：
4 實(shí)際結(jié)構(gòu)
本文的最后回到最初的問題：為什么實(shí)際結(jié)構(gòu)的共振現(xiàn)象中常常會(huì)出現(xiàn)拍現(xiàn)象？
經(jīng)過(guò)以上三個(gè)基本角度的分析，以及振動(dòng)測(cè)試實(shí)踐。可能存在兩個(gè)原因，導(dǎo)致共振現(xiàn)象中出現(xiàn)拍現(xiàn)象：
第一：調(diào)制。如果在共振頻率附近發(fā)生了調(diào)制，就會(huì)在共振頻率附近出現(xiàn)多個(gè)相近頻率，這樣就滿足了存在相近頻率條件，所以產(chǎn)生拍現(xiàn)象。
第二：非線性。當(dāng)結(jié)構(gòu)發(fā)生共振現(xiàn)象時(shí)，測(cè)試得到的頻譜在共振頻率處最大，但在共振頻率周邊幅值也可能不小。這樣就滿足了存在相近頻率條件，所以產(chǎn)生拍現(xiàn)象。即便周邊的頻率幅值為共振幅值的1/3，從時(shí)域上也可能觀察到明顯的拍現(xiàn)象。
5 總結(jié)
1 拍現(xiàn)象的根本原因是頻譜存在相鄰頻率（幅值都較大）；
2 共振一般都會(huì)在頻譜上產(chǎn)生相鄰頻率幅值都較大（調(diào)制和非線性），所以實(shí)際結(jié)構(gòu)的共振現(xiàn)象中常常會(huì)出現(xiàn)拍現(xiàn)象；
3 時(shí)域上出現(xiàn)拍現(xiàn)象，不表示結(jié)構(gòu)發(fā)生了共振。也有可能剛好存在頻譜相近的兩個(gè)激勵(lì)。
4 在實(shí)際工作中，看到拍現(xiàn)象時(shí)，可以猜測(cè)發(fā)生了結(jié)構(gòu)共振，但不足以下定論。
展開 當(dāng)物體所受激勵(lì)的頻率與該物體的固有頻率相同或接近時(shí)，物體振幅會(huì)顯著增大，這種現(xiàn)象叫做“共振”。秋千越蕩越高便是因?yàn)橥饬︱?qū)動(dòng)頻率與秋千振動(dòng)的固有頻率接近產(chǎn)生了共振。
產(chǎn)生共振的重要條件之一是物質(zhì)要有彈性，而宇宙中大到行星小到原子，大多數(shù)物質(zhì)都是有彈性的。共振現(xiàn)象可以說(shuō)是宇宙間最普遍和最頻繁的自然現(xiàn)象之一，我們領(lǐng)略世界的絢麗多彩，享受音樂的美妙動(dòng)人，欣賞大自然的如詩(shī)如畫與蟲鳴鳥語(yǔ)……這些都得益于共振的“魔法”。共振，猶如一位看不見的藝術(shù)家，用無(wú)形的力量，將世界裝點(diǎn)得多姿多彩。
共振的應(yīng)用
共振在生活中的應(yīng)用非常普遍。早在幾千年前，我們的先輩就利用共振的原理制作出共鳴器來(lái)監(jiān)測(cè)敵情：將幾十個(gè)陶罐蒙上皮革，每隔一段距離就埋下幾個(gè)，敵人來(lái)犯時(shí)，耳力敏銳的人就能聽到共鳴器發(fā)出的聲音示警。在當(dāng)代生活中，電視機(jī)、網(wǎng)絡(luò)工作中的信號(hào)產(chǎn)生、接收、放大、處理都離不開共振；醫(yī)療方面利用“核磁共振”技術(shù)診斷病情；微波爐加熱食物則是通過(guò)發(fā)射出的微波與食物中的水分子發(fā)生共振，將電磁能轉(zhuǎn)化為熱能……
共振的危害
對(duì)于工程結(jié)構(gòu)而言，共振大多都是有害的，如共振會(huì)導(dǎo)致大橋坍塌、建筑物裂紋等。眾所周知的一個(gè)很有名的例子：1906年一隊(duì)士兵邁著整齊地步伐通過(guò)一座大橋時(shí)，士兵踏步的頻率引起橋體共振而導(dǎo)致坍塌事故。所以在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造、安裝中，為使系統(tǒng)能夠安全、正常地運(yùn)轉(zhuǎn)，就需要了解系統(tǒng)的共振特性以優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，避免發(fā)生共振。
了解系統(tǒng)的共振特性，需要用到模態(tài)分析。共振時(shí)，結(jié)構(gòu)振動(dòng)的形態(tài)被稱為模態(tài)。模態(tài)分析是對(duì)結(jié)構(gòu)的固有振動(dòng)特性分析，得到結(jié)構(gòu)的模態(tài)參數(shù)，如固有頻率、振型、阻尼等，其分析結(jié)果可作為瞬態(tài)分析、諧響應(yīng)分析和譜分析等其他動(dòng)力分析的基礎(chǔ)。
CAE仿真軟件可以通過(guò)科學(xué)計(jì)算對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行模態(tài)分析。
展開 固有頻率與共振頻率：振動(dòng)特性的固有與外在
固有頻率和共振頻率是在物理學(xué)和工程學(xué)中常用的兩個(gè)概念，它們都與物體的振動(dòng)特性有關(guān)，但有一些區(qū)別：
1）固有頻率（Natural Frequency）：
固有頻率是指物體在沒有外部干擾的情況下自然振動(dòng)的頻率。
它是由物體的質(zhì)量、彈性和幾何形狀等因素決定的固有特性。
固有頻率通常用于描述簡(jiǎn)諧振動(dòng)系統(tǒng)，例如彈簧-質(zhì)量系統(tǒng)或者擺錘。
固有頻率與物體的固有結(jié)構(gòu)特性密切相關(guān)，是物體固有振動(dòng)的特征頻率。
2）共振頻率（Resonant Frequency）：
共振頻率是指在外部周期性力作用下，物體產(chǎn)生最大振幅的頻率。
當(dāng)外部周期性力的頻率與物體的固有頻率匹配時(shí)，共振現(xiàn)象會(huì)發(fā)生，導(dǎo)致振幅增大。
共振頻率可以通過(guò)外部力的頻率調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)，而不同于物體自身的固有特性。
總的來(lái)說(shuō)，固有頻率是物體固有的振動(dòng)特性，而共振頻率則是在外部激勵(lì)下物體表現(xiàn)出的振動(dòng)現(xiàn)象。共振頻率通常會(huì)導(dǎo)致振幅的增大，而固有頻率則是物體自身的屬性，不受外部激勵(lì)的影響。
在振動(dòng)分析和結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)中，當(dāng)外部激勵(lì)頻率與結(jié)構(gòu)的振動(dòng)頻率相互匹配時(shí)，就會(huì)發(fā)生共振。這種情況可以產(chǎn)生一系列嚴(yán)重的后果，尤其對(duì)于工程設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性具有重要影響。
2. 激勵(lì)頻率與結(jié)構(gòu)的振動(dòng)頻率相互共振的主要后果
1）極大振動(dòng)幅值：在共振條件下，振動(dòng)幅值會(huì)急劇增加。這意味著結(jié)構(gòu)或系統(tǒng)將經(jīng)歷非常大的振幅，這可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)疲勞、損壞或甚至結(jié)構(gòu)崩潰。這對(duì)工程結(jié)構(gòu)的安全性和可靠性構(gòu)成嚴(yán)重威脅。
2）能量傳遞：在共振條件下，能量傳遞非常有效，能量從外部激勵(lì)源傳遞到結(jié)構(gòu)中。這可能導(dǎo)致系統(tǒng)或結(jié)構(gòu)的失控振動(dòng)，稱為共振波動(dòng)，這對(duì)結(jié)構(gòu)的零部件和連接件產(chǎn)生不必要的應(yīng)力和損耗。
3）聲音和振動(dòng)污染：共振還會(huì)導(dǎo)致聲音和振動(dòng)的增加。
展開 大電機(jī)共振問題診斷及仿真分析
振動(dòng)現(xiàn)象無(wú)所不在，共振引起的設(shè)備故障也是隨處可見，但是振動(dòng)現(xiàn)象是抽象的，是不容易找到根源的，只要有振源的設(shè)備就存在振動(dòng)現(xiàn)象，當(dāng)然也可能產(chǎn)生共振問題。（因此，不要說(shuō)你的車子開到多少邁都不會(huì)共振，那只是車身設(shè)計(jì)時(shí)各結(jié)構(gòu)的共振點(diǎn)已經(jīng)避開了發(fā)動(dòng)機(jī)的常用轉(zhuǎn)速，或已經(jīng)被阻尼耗散掉。）
今天給大家分享一臺(tái)大型發(fā)電機(jī)的共振問題的解決辦法。發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子掛在軸承上，轉(zhuǎn)子要旋轉(zhuǎn)就會(huì)有質(zhì)量偏心引起的激振（所以大家的車輪要做動(dòng)平衡），但是結(jié)構(gòu)自身有無(wú)數(shù)個(gè)模態(tài)對(duì)應(yīng)的共振頻率，激振頻率與某個(gè)主要振型的頻率接近時(shí)必然共振，我們一般考察低階模態(tài)，因?yàn)榈碗A模態(tài)激起的有效質(zhì)量較大，振幅明顯。
這個(gè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速上升到某個(gè)數(shù)值時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)發(fā)出巨大的嘯叫聲，緊接著振動(dòng)傳感器報(bào)警并強(qiáng)制停機(jī)，說(shuō)明電機(jī)發(fā)生了明顯的共振現(xiàn)象。接下來(lái)就是工程師們著手給機(jī)組進(jìn)行“診療”的過(guò)程了。
振動(dòng)理論談?wù)摰挠肋h(yuǎn)是一個(gè)質(zhì)點(diǎn)通過(guò)具有一定剛度的柔性體連接到地基的結(jié)構(gòu)，這里的“質(zhì)點(diǎn)”離散化后就是參振的轉(zhuǎn)子及定子，“柔性體”是電機(jī)整體結(jié)構(gòu)。大家知道頻率是由質(zhì)量和剛度決定的，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)子橫向振幅過(guò)大，而我們無(wú)法對(duì)轉(zhuǎn)子質(zhì)量做較大改動(dòng)時(shí)，只能從剛度入手來(lái)改變對(duì)應(yīng)振型的剛度。
而通過(guò)仿真方法獲得整個(gè)電機(jī)的各階共振模態(tài)不是一件容易的事情，因?yàn)檗D(zhuǎn)子自身的彎曲剛度、軸承的壓縮剛度、機(jī)座零部件及其連接剛度，以及地基的固定方式等，都會(huì)影響整機(jī)的共振頻率，比較關(guān)鍵且較難準(zhǔn)確模擬的因素有：轉(zhuǎn)子鐵芯的彎曲剛度、軸承剛度、機(jī)座各部件的連接定義、地腳的約束方式等。
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共振的最新內(nèi)容
為什么要防備共振？
還記得周星馳電影《功夫》里的“獅吼功”嗎？包租婆憑聲音就能震碎玻璃杯。
如果胎紋拍打頻率、發(fā)動(dòng)機(jī)震動(dòng)頻率、懸架傳遞頻率恰好撞上了輪轂的“固有頻率”，哪怕沒有猛烈撞擊，輪轂也會(huì)在自我抖動(dòng)中金屬疲勞，瞬間斷裂。
算出固有頻率，避開重合區(qū)間——就是我們輪轂仿真第①期實(shí)戰(zhàn)的核心任務(wù)。
·
· 降本增效核心價(jià)值：減少70%-90% 物理樣機(jī)試制與測(cè)試，縮短30%-50% 研發(fā)周期，降低40% 以上研發(fā)成本；提前排查設(shè)計(jì)缺陷（如共振、干涉、疲勞斷裂），避免后期返工風(fēng)險(xiǎn)。
4. 易用性與生態(tài)完善
· 提供參數(shù)化建模模板（如 Adams/Car 懸架模板），降低建模門檻，工程師可快速迭代設(shè)計(jì)方案。
通過(guò)120 ℃高溫環(huán)境下的核磁共振測(cè)試確認(rèn)兩者均為乙烯與1-己烯的共聚物。標(biāo)準(zhǔn)密度測(cè)試、熔體流動(dòng)速率測(cè)試、DSC熔融行為測(cè)試及HT-GPC分子量測(cè)試數(shù)據(jù)見表1。
三、磁共振無(wú)線充電技術(shù)：為機(jī)器狗量身打造的“能量塢”
魯渝能源機(jī)器狗無(wú)線充電方案基于先進(jìn)的磁共振耦合技術(shù)，發(fā)射端與接收端之間無(wú)任何機(jī)械接觸，從根本上消除了傳統(tǒng)充電方式的摩擦損耗與觸點(diǎn)氧化問題。這一技術(shù)路線在機(jī)器狗場(chǎng)景中的優(yōu)勢(shì)，體現(xiàn)在三個(gè)層面。
極致容錯(cuò)，不懼姿態(tài)偏差。 四足機(jī)器人站立時(shí)的自然晃動(dòng)，使得傳統(tǒng)充電的毫米級(jí)精度要求幾乎無(wú)法滿足。
制造轉(zhuǎn)型剛需：智能制造下半場(chǎng)，企業(yè)從 “重生產(chǎn)” 轉(zhuǎn)向 “重質(zhì)量”，彎折試驗(yàn)機(jī)成為產(chǎn)線標(biāo)配，中小企業(yè)替換低端設(shè)備、頭部企業(yè)加碼智能機(jī)型，雙重需求共振。
二、從機(jī)械手動(dòng)到智能云端，沃華慧通領(lǐng)跑國(guó)產(chǎn)精密化
彎折試驗(yàn)機(jī)行業(yè)正經(jīng)歷從傳統(tǒng)機(jī)械到智能精密的技術(shù)躍遷，核心趨勢(shì)可概括為：高精度、多場(chǎng)景、智能化、云端化。
魯渝能源：為四足機(jī)器人量身打造無(wú)線充電方案
針對(duì)四足機(jī)器人特殊的充電困境，青島魯渝能源推出基于磁共振技術(shù)的工業(yè)級(jí)無(wú)線充電方案。該方案并非“一款產(chǎn)品打天下”，而是根據(jù)用戶提供的電池參數(shù)進(jìn)行精準(zhǔn)選型與定制，確保每一臺(tái)機(jī)器狗都能獲得最適配的能量補(bǔ)給。
優(yōu)勢(shì)一：完全無(wú)接觸，打破環(huán)境枷鎖
魯渝能源無(wú)線充電系統(tǒng)采用全密封設(shè)計(jì)，發(fā)射器與接收器均無(wú)裸露電氣觸點(diǎn)。
GoPro 相機(jī)在實(shí)際工況載荷作用下，極易受到低頻振動(dòng)影響，因此檢測(cè)并規(guī)避共振引發(fā)的零部件損傷風(fēng)險(xiǎn)至關(guān)重要。本文完整展示了 GoPro 相機(jī)諧響應(yīng)分析的操作流程，并闡明了增加阻尼對(duì)結(jié)構(gòu)受激振動(dòng)特性的影響規(guī)律。
目標(biāo)：
1、理解在 ANSYS 中進(jìn)行諧波分析的工作流程；
2、加深對(duì)共振與阻尼原理的理解，并掌握二者在工程實(shí)際中的應(yīng)用方法。
特點(diǎn)說(shuō)明：對(duì)抗振和抗共振要求相當(dāng)高，常配備專業(yè)的螺旋鋼和彈簧減震系統(tǒng)。
什么是表面等離子體共振？
在納米級(jí)，自由電子被限制在微小的空間區(qū)域里，從而限制了其振動(dòng)的頻率范圍。當(dāng)與光相互作用時(shí)，自由電子會(huì)吸收與其振動(dòng)頻率相匹配的光（同時(shí)反射其余部分的光），這意味著它們處于共振狀態(tài)，因此成為“表面等離子體共振”（SPR）。SPR可應(yīng)用于納米棒、納米線、納米光子和其他形式的納米技術(shù)。
若振動(dòng)超標(biāo)，檢查是否存在螺栓松動(dòng)（重新緊固）或地面共振（加裝隔振器）。
4. 清潔與記錄
清理平臺(tái)表面的金屬屑、灰塵，在T型槽內(nèi)涂抹少量潤(rùn)滑脂保持靈活；將所有安裝調(diào)試數(shù)據(jù)記錄歸檔，形成設(shè)備檔案?jìng)洳椤?四、關(guān)鍵注意事項(xiàng)
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