阻尼振動 受迫振動 共振

1、 物理學(xué) 第五版 *9 6 阻尼振動 受迫振動 共振 共振頻率 共振頻率 2 r = 0 2 2 A 小阻尼 阻尼 0 共振振幅 f Ar = 2 2 2 0 大阻尼 共振現(xiàn)象 及應(yīng)用 第九章 o 振 動 0 P 11 物理學(xué) 第五版 *9 6 阻尼振動 受迫振動 共振 1849年，在法國西部昂熱市的曼恩河上，當(dāng)列隊的士兵通河上大橋時， 年 在法國西部昂熱市的曼恩河上，當(dāng)列隊的士兵通河上大橋時， 橋身突然發(fā)生斷裂，結(jié)果266人落水死于非命。事后調(diào)查，這座 人落水死于非命。 米長的橋梁， 橋身突然發(fā)生斷裂，結(jié)果 人落水死于非命 事后調(diào)查，這座102米長的橋梁， 米長的橋梁 所承受的載荷遠未超過許

2、可的范疇，毀前也無任何損傷。 所承受的載荷遠未超過許可的范疇，毀前也無任何損傷。決不是我們今天說的 豆腐渣”工程。這個謎當(dāng)時誰也沒有揭開。 “豆腐渣”工程。這個謎當(dāng)時誰也沒有揭開。 事隔57年后的 年的一天， 事隔 年后的1906年的一天，一支沙皇俄國的軍隊邁著整齊的步伐，雄 年后的 年的一天 一支沙皇俄國的軍隊邁著整齊的步伐， 糾糾，氣昂昂地通過彼得堡封塔河上的愛紀畢特橋時，橋身亦突然斷， 糾糾，氣昂昂地通過彼得堡封塔河上的愛紀畢特橋時，橋身亦突然斷，.。 。 事后調(diào)查表明，橋本身相當(dāng)堅固，軍隊的總重量也不會把橋壓垮， 事后調(diào)查表明，橋本身相當(dāng)堅固，軍隊的總重量也不會把橋壓垮，這個事故是 由

3、于騎兵連受過優(yōu)良訓(xùn)練的馬隊的整齊步伐使橋發(fā)生共振而引起的。 由于騎兵連受過優(yōu)良訓(xùn)練的馬隊的整齊步伐使橋發(fā)生共振而引起的。 此外，1831年 此外，1831年，在英國曼徹期特附近也發(fā)生過軍隊齊步過橋時使橋共振 致塌的事故。 致塌的事故。 不僅軍隊齊步過橋可使橋共振致塌， 不僅軍隊齊步過橋可使橋共振致塌，1940年11月7日，美國華盛頓州塔 年 月 日 科星海峽吊橋由于陣風(fēng)引起的共振，也毀于一旦。該橋長853米，建成后開放 科星海峽吊橋由于陣風(fēng)引起的共振，也毀于一旦。該橋長 米 才四個月。 才四個月。 鑒于如此，為了避免發(fā)生破壞性的共振， 鑒于如此，為了避免發(fā)生破壞性的共振，世界各國都有一條不成文

4、的規(guī) 大隊人馬要便步過橋。而建造鐵路橋梁時， 定：大隊人馬要便步過橋。而建造鐵路橋梁時，絕對不能讓橋梁的固有頻率與 車輪撞擊鐵軌的振動頻率相近。 車輪撞擊鐵軌的振動頻率相近。 第九章 振 動 12 物理學(xué) 第五版 6 阻尼振動 受迫振動 共振 耗資640萬美元號稱“絕對安全”保險金被私吞四個月就坍塌 *9 1940年11月7日，剛剛建成通車四個月的美國塔科馬海峽大橋在風(fēng)中坍塌。事前大橋因起伏過大而暫停使用，因此 一輛汽車和一條狗是此次事故的全部犧牲品。當(dāng)?shù)氐膱蠹堃院啙嵉臉祟}對這場事故作了報道損失：一座橋、一輛 汽車、一條狗。 那一天，大橋栽進海峽 1940年，美國報紙上出現(xiàn)了一條引人注目的大標

5、題“塔科馬海峽大橋塌落”。報道說：華盛頓州耗資640萬美元新 造的這座懸索大橋，享有世界單跨橋之王的稱號。然而從1940年7月1日大橋通車的那天起，橋在結(jié)構(gòu)上就明顯存在問題， 當(dāng)風(fēng)速達到每小時57公里時，橋面就有1.2米高的起伏。11月7日上午10點，風(fēng)速增加到每小時64公里，大橋開始歪 扭、翻騰，橋基被拖得歪來歪去，左右擺動達45度，最后，隨著震耳欲聾的巨響，一頭栽進了海峽。 1940年7月1日，造型優(yōu)美的塔科馬海峽大橋建成通車。大橋剛投入使用就出現(xiàn)了上下起伏的振動，振動還吸引許多 人驅(qū)車前往，享受這奇妙的感覺。 11月7日凌晨7點，順峽谷刮來的風(fēng)帶著人耳不能聽到的振蕩，激起了大橋本身的諧振

6、。在持續(xù)3個小時的大波動中， 整座大橋上下起伏達1米多。10點時振動變得更加強烈，幅度之大令人難以置信。數(shù)千噸重的鋼鐵大橋像一條緞帶一樣以 8.5米的振幅左右來回起伏飄蕩。橋面振動形成了高達數(shù)米的長長波浪，在沉重的結(jié)構(gòu)上緩慢爬行，從側(cè)面看就像是一條 正在發(fā)怒的巨蟒。 11點10分，正在橋上觀測的一位教授保證說：“大橋絕對安全?！笨稍捯魟偮洌髽蚓烷_始斷裂。就在一瞬間，橋 上承受著大橋重量的鋼索猝然而斷。大橋的主體從天而降，墜落進萬丈深淵。橋上的各種構(gòu)件像巨人手中的玩具一樣飛旋 而去。當(dāng)時正在橋中央的一名記者趕忙鉆出汽車，拼命抓住橋邊的欄桿，用手和膝蓋爬行著脫了險。整座大橋坍塌了，車 里的小狗和

7、汽車一起從橋上掉落，成為這次事故的犧牲者。 保險金被私吞銀行“砸牌子” 事故發(fā)生后人們才得知，大橋投保額達數(shù)百萬美元的保險金被保險公司的一名外勤工作人員私吞，為此他鋃鐺入獄。 不過這名貪污犯指出，假使此事再晚發(fā)生一周，他就能逃脫干系，因為那時大橋管理人員將取消所有的保險合同，他們堅 信大橋安全可靠、萬無一失。當(dāng)?shù)劂y行本來在橋邊立有一塊招牌，宣稱他們的銀行“像塔科馬大橋一樣可靠”，可大橋坍 塌后，他們把它拆除了。 大橋坍塌后，州長在演說中稱：“大橋的結(jié)構(gòu)沒有問題，我們還要照以前那樣建造一個完全一樣的橋！”工程師 馮·卡門馬上給州長拍發(fā)了一份電報：“如果你要照以前那樣修建一個完全一樣的橋，那它就會完全照以前那樣，倒塌在 完全一樣的那里?！?罪魁禍首是共振10年后原地建新橋 經(jīng)研究，大橋是毀于共振。 第九章 振 動 13 物理學(xué) 第五版 *9 6 阻尼振動 受迫振動 共振 共振吸脂法 共振吸脂法 地震儀 地震儀 液壓振