塔科馬海峽大橋共振 美國塔科馬大橋物理原理?
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塔科馬海峽大橋共振

塔科馬大橋物理原理?
美國塔科馬大橋物理原理?
塔科馬大橋物理原理:
橋梁倒塌的原因是由于橋面厚度不足,在強風(fēng)下引起卡門渦街,使橋體擺動;當(dāng)卡門渦街的振動頻率與吊橋本身固有頻率相同時,引起吊橋劇烈共振和坍塌。
由于橫向共振現(xiàn)象,相對溫和的小風(fēng)吹來,橋的主跨度會有輕微的上下波動,沿著橋的長方向扭曲,橋面的一端會上升,另一端會下降。在橋上開車的司機可以看到橋另一端的汽車隨著橋面跳動,但設(shè)計師認(rèn)為這種波動不會造成嚴(yán)重后果,誤以為結(jié)構(gòu)是安全的。我從來沒有想過橋的縱向振動,即橋兩側(cè)的扭動。
共振現(xiàn)象的原理是什么?團隊走過橋梁,共振坍塌,使橋梁坍塌的能量來自哪里?
我們在小學(xué)的時候?qū)W過一篇課文,講的是1902年1月一支沙皇俄國軍隊整齊地走過彼得堡封塔河上的愛紀(jì)畢特橋時突然斷裂的事故。
然后我們都知道共振是這場災(zāi)難的罪魁禍?zhǔn)?,但是很多朋友可能還是不明白為什么共振會有這么大的破壞力。什么諧波和固有頻率復(fù)雜?今天,讓我用最簡單的語言向你解釋一下。
變形是力的根源
首先,我們需要知道為什么這座橋被破壞了?事實上,關(guān)鍵在于變形。我們宏觀世界中的所有物體在受力時都會變形。雖然有些材料非常硬,變形很小,幾乎無法察覺,但只要實驗儀器足夠精確,就可以觀察到。
變形會改變分子之間的相對距離,分子之間的力是引力和斥力的合成。當(dāng)距離太近時,它表現(xiàn)為強大的斥力,當(dāng)距離太遠(yuǎn)時,它表現(xiàn)為極弱的引力。只有在一個很小的范圍內(nèi),它才能表現(xiàn)出我們通常感知到的物體的剛性,即下圖中a到b點之間的距離。