固有频率公式:它是什么和为什么它很重要?
关键的外卖
●学习如何利用固有频率公式。
●更好地理解的重要性,一个设备或系统的固有频率。
●了解如何改变一个设备或系统的固有频率。
使用固有频率公式,可以计算出一个音叉的自然频率。
术语“自然”和“自然”是统一由一个定义:“存在的或由自然;不生产或受到人类的影响。”这个定义很简单和直接,但它还定义了许多现象,我们作为人类,不断把灵感从进一步电子领域和科学作为一个整体。
频率就是这样一个自然发生的现象,包括各个领域包括电子领域。在谈到电子设备和系统时,我们常常说的固有频率,可与固有频率计算公式。
固有频率是什么?
一个物体的固有频率振动频率或利率即自然干扰。对象可以具有多个固有频率和我们通常用谐振子作为一种工具来建模一个特定对象的固有频率。
我们可以申请一个不自然的物体或迫使频率等于物体的固有频率。在这样的情况下,我们实际上产生共振,即。在对象的固有频率振荡。如果这发生在特定的结构,振荡幅度将继续增加,从而导致结构失效。
当一个系统的振荡相当于其固有频率,它形成的运动模式。我们称这些对象的某些特征频率正常模式。此外,固有频率是由不同的主要因素,如下:
我们称之为自然物体振动的频率,其固有频率。
我们可以利用谐振子作为工具模型对象的固有频率。
固有频率是那些自然发生当我们打扰一个对象以物理的方式,而对象按照一个特定的应用振动速度被称为强迫频率。
如果我们申请强制频率相当于一个物体的固有频率,对象会遇到共振。
固有频率公式
想象一个弹簧和一个球,代表质量,连接到它的结束。虽然球和弹簧固定,春天只是部分延伸,和我们简单谐振子是在一个平衡的位置。因此,弹簧的张力等于重力向下拉球(质量)。
一旦我们把球远离平衡的位置,有两种可能的结果:
它增加了更多的张力弹簧。,它是向下延伸。
它提供了重力的机会把球向下没有抵消弹簧的张力,即。,你把球向上。
无论你采取行动,球将开始振动的平衡位置。
这种振荡频率的固有频率,我们测量它在赫兹(Hz)。总之,这将提供每秒振荡根据弹簧的属性和球的质量。
现在,我们将使用上面的示例计算固有频率的一个简单谐振子。在计算固有频率时,我们使用以下公式:
f =ω÷2π
这里的角频率ω是我们测量的振荡弧度或秒。我们定义角频率使用以下公式:
ω=√(k÷m)
这反过来调整我们的公式如下:
f =√(k m)÷÷2π
f是固有频率
k弹簧的弹簧常数吗
米球的质量吗
我们测量弹簧常数在牛顿每米。弹簧常数是硬更高,需要延长额外的力量。
我们计算固有频率利用上面的公式,我们必须首先确定系统的弹簧常数。通常,我们获得这个值进行测试。但是,对于这个示例,我们将使用150 N / m代表k和2公斤来描述我们的质量米。
现在,我们将利用这些值执行计算的步骤:
f =√(150 N / m÷2公斤)÷2π
f =√(75赫兹)÷2π
f = 8.66赫兹÷2π
f = 8.66赫兹÷2 (3.14)
f = 8.66赫兹÷0。6.28
f = 1.3789赫兹
每
f = 1.38赫兹
固有频率是1.38赫兹,转化为系统振荡每秒1。5倍。
计算固有频率的重要性
我们通常认为自然的固有频率和振型是最重要的财产的任何系统。正如你想象的,过度的振动在任何系统导致结构和功能问题。
这样做的原因是自然频率可以匹配系统的共振频率。例如,如果您使用一个时变系统和选择一个频率相当于一个固有频率,这将导致巨大的振幅振动系统风险将岌岌可危。
这就是为什么在设计机械系统计算是很重要的,确保振动的自然频率远远大于任何可能的激励频率,你的系统可能会遇到。
改变固有频率的方法
一般来说,以下是规则允许固有频率变化和最小化系统的振动响应:
增加固有频率,增加刚度。
降低固有频率,增加质量。
增加阻尼减少峰值响应,然而,它扩大范围的响应。
减少阻尼提高峰值响应,然而,它缩小范围的响应。
减少迫使振幅减小共振频率响应。
固有频率值的一个最关键的参数或属性的任何系统。设计师需要是精确的频率点的认知是至关重要的一个系统的功能,性能,和生命周期。
固有频率公式提供了计算能力这个简单谐振子的固有频率。
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