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如何避免共振现象:激励频率与固有频率之间的最佳距离

时间:2023-06-26 理论教育 版权反馈
【摘要】:在图4-10a中,对3个不同的单自由度系统进行激励,激励频率相同,但是紫色的单自由度系统的固有频率是激励频率的0.4倍,蓝色单自由度系统的固有频率是激励频率的1.01倍,红色单自由度系统的固有频率是激励频率的1.6倍。因此,只有当激励频率大于固有频率40%以上时才能起到避免共振的作用或者起到隔振的作用。

如何避免共振现象:激励频率与固有频率之间的最佳距离

当外界激励频率接近系统的固有频率时,系统会发生共振现象,那么,激励频率离固有频率多远时,才能避免共振呢?或者说,共振带一般在固有频率附近多宽的区间?

在图4-10a中,对3个不同的单自由度系统进行激励,激励频率相同,但是紫色的单自由度系统的固有频率是激励频率的0.4倍,蓝色单自由度系统的固有频率是激励频率的1.01倍,红色单自由度系统的固有频率是激励频率的1.6倍。

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4-7 共振峰对应固有频率

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4-8 colormap图中的共振带

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4-9 阶次与共振频率

a)阶次 b)共振(www.xing528.com)

从三者的运动可以明显看出,蓝色单自由度系统振动幅值最大,其次是紫色单自由系统,最小的是红色单自由度系统。而蓝色单自由度系统的振动幅值远大于其他两个系统。那么,激励频率离固有频率多远才能起到避免共振的作用?

在图4-11中,纵轴为传递率,横轴为激励频率与固有频率之比。从图4-11中可以看出,传递率等于1时,对应的激励频率与固有频率之比为1.414,如图4-11中红点所示。因此,只有当激励频率大于固有频率40%以上时才能起到避免共振的作用或者起到隔振的作用。但这是从隔振层次来说的,如发动机悬置是为了满足隔振要求,激励频率应是动力总成刚体模态频率的2~3倍。

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4-10 三种不同激励频率下单自由度的运动

a)三种不同激励频率 b)三种不同激励频率下的幅值

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4-11 单自由度系统的隔振效果

很多情况下,要考虑40%以上的频率间隔,似乎是不现实的,因此,很难给出一定具体的数字来确定到底应该离固有频率多远的距离。但是,也有一些行业普遍认同的观点,如在汽车行业,一般要求是距固有频率有3Hz的间隔或者15%~20%的距离。如B级车白车身第一阶模态在30Hz附近,15%的频率间隔,则对应4.5Hz。

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