forced vibration是什麼意思，forced vibration的意思翻譯、用法、同義詞、例句

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專業解析

受迫振動（forced vibration）是指一個振動系統在外界周期性驅動力作用下産生的振動現象。這種現象廣泛存在於機械工程、土木結構和電子設備等領域。當系統受到外部周期性激勵時，其振動頻率會逐漸與驅動力頻率同步，最終達到穩定狀态，稱為穩态受迫振動。例如，電動機轉子因電磁力作用産生的周期性振動即為典型受迫振動案例。

受迫振動的核心特征包括：

1. 振幅與頻率關系：穩态振幅由系統固有頻率、驅動力頻率和阻尼系數共同決定。當驅動力頻率接近系統固有頻率時，振幅急劇增大（共振現象）。
2. 能量轉換：系統通過持續吸收驅動力能量來維持振動，與自由振動（能量逐漸耗散）形成本質區别。
3. 相位延遲：振動響應與驅動力之間存在相位差，該差值隨驅動頻率變化，可通過微分方程精确描述： $$ mfrac{dx}{dt} + cfrac{dx}{dt} + kx = F_0cos(omega t) $$ 其中$m$為質量，$c$為阻尼系數，$k$為剛度系數，$F_0$和$omega$分别為驅動力幅值和角頻率。

工程實踐中，受迫振動的控制至關重要。例如橋梁設計中需考慮風載荷引起的振動頻率，避免與結構固有頻率重合引發共振坍塌事故。美國機械工程師學會（ASME）的《振動控制手冊》詳細記載了相關工程規範。

網絡擴展資料

"Forced vibration"（受迫振動）是物理學中描述系統在外界周期性驅動力作用下産生的振動現象。以下是詳細解釋：

1. 基本定義

• 核心概念：當一個振動系統（如彈簧振子、橋梁、樂器等）受到持續周期性外力（如力、扭矩、電場等）作用時，其振動狀态稱為受迫振動。
• 特點：系統的振動頻率最終會與驅動力的頻率一緻，而非其固有頻率（但振幅受兩者頻率關系影響）。

2. 與自由振動的區别

• 自由振動：系統僅在初始擾動（如敲擊）後振動，無持續外力，振動頻率由自身質量、彈性等決定（固有頻率）。
• 受迫振動：需持續外力維持，最終頻率由驅動力決定。

3. 數學描述

受迫振動的運動方程通常為二階微分方程： $$ mfrac{dx}{dt} + cfrac{dx}{dt} + kx = F_0cos(omega t) $$

• $m$：質量，$c$：阻尼系數，$k$：彈性系數
• $F_0$：驅動力幅值，$omega$：驅動力角頻率
• 穩态解為 $x(t) = Acos(omega t - phi)$，其中振幅 $A$ 和相位差 $phi$ 由系統參數決定。

4. 共振現象

當驅動力頻率接近系統固有頻率（$omega approx sqrt{k/m}$）時，振幅急劇增大，稱為共振。例如：

• 軍隊過橋時齊步走可能引發橋梁共振坍塌。
• 收音機通過調節電路固有頻率接收特定電台信號。

5. 實際應用

• 工程：設計減震器避免共振（如建築抗震、機械隔振）。
• 音樂：樂器共鳴箱通過受迫振動放大聲音。
• 醫學：超聲波清洗利用高頻驅動力振動去除污漬。

若需進一步了解公式推導或具體案例，可參考物理教材中的"機械振動"章節。

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