有趣的事实:共振或如果系统振动建立

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当想到共振和赛道时,最明显的联系似乎是引擎的轰鸣。但是,它实际上涵盖了更广泛的范围,雷诺聪明的工程师在f1上展示了这一点。

2005年,他们最初为R25模型使用了所谓的调谐质量阻尼器(TMD)。同年,费尔南多·阿隆索获得了他的第一个世界冠军头衔,雷诺车队也获得了冠军,赢得了车队总冠军。这项技术使用安装在前后轴上的可移动重量来减少车辆的运动,当遇到不平整的地面或极端的制动动作时,它具有显著的优势。

因为这个系统给了雷诺保持领先于竞争对手的机会由于在f1中每十分之一秒都很重要,雷诺前总工程师帕特·西蒙兹确实试图为这项创新辩护。但是,在包括法拉利和红牛在内的其他几支车队为接下来的赛季开发了类似的版本后,国际汽车联合会(FIA)上诉法院将质量减振器归类为“可移动空气动力学装置”,因此违反了规则。在2006赛季仍在进行时,禁止使用它们。

摩天大楼晕船——建筑的共鸣

质量阻尼也用于其他应用,例如,当建筑物受到频率恒定的振动的影响。摩天大楼的居民经常抱怨,每当建筑物遭受地震或严重风暴时,就会出现类似晕船的症状。日本人甚至创造了一个专门的术语:“地震醉酒”(Jishinyoi)。为了保护建筑物及其居住者,设计了调谐质量阻尼器。它们由重达数吨的巨大钟摆组成,安装在建筑物的顶层以抑制振动。

这项技术已经证明了它的可靠性,并在世界范围内用于摩天大楼的建造。因此,高层建筑的居民往往会有一种“平静”的生活,此外,它还确保了更高的稳定性和结构安全性。

由于这一主要优点,调谐质量阻尼器也用于桥梁建设。即使没有什么秘密共振是如何发生的在美国,有许多例子描述了行人或风暴引起的振动引起的桥梁共振灾难。

树上的一只青蛙——动物界的共鸣

你可以在书中列举共振的例子。甚至动物也会利用这一现象婆罗洲树蛙在树上选择一个充满水的洞来发出交配的声音,以此来增加吸引雌性的机会。

通过不同的“测试音调”,青蛙接近特定树洞中相关共振频率的水平。令人印象深刻的10到15分贝的声音升级通常会产生预期的效果,“有节奏的小夜曲”会带来第一次约会。

振动对人类和机械的影响

顺便说一下,“节奏”只是对不断重复的统称。相比之下,振动被定义为受振幅和频率影响的弯曲运动。振动是我们日常生活中无意识的一部分。它们不仅在f1中发挥着重要作用,而且在一般的汽车制造中也发挥着重要作用。如果不考虑振动的影响,司机将不得不更频繁地应对所谓的“晕车”。

在驾驶时,全身振动(WBV)主要通过汽车座椅传递,对人体产生影响。因此,座椅的设计最好与底盘和车身相一致,以减少不必要的振动。科学试验证明4到9赫兹的振动会引起不适,而更高的频率可能会导致背部疼痛(8到12赫兹)或头痛以及肌肉紧张(13到20赫兹)。

为了设计更方便的汽车座椅,宝马开发了一种方法它将测量值与测试驾驶员的主观感知结合起来。除了可测量的方面,如形状、材料和座椅在加速过程中的动态行为,乘客的不同感知也被考虑在内。不希望的振动现象应减少到最低限度,以确保司机和乘客的愉快乘坐。

虽然与驾驶汽车相比,与机器一起工作时振动对人体的影响要小得多,但工程师不应该只关注可能发生的事情共振问题,但也要记住,人类也是“共振系统”。

白皮书:游乐场秋千上的巨大乐趣,但对设计工程师来说可能是灾难:共振。


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