Vibrasjonsfrekvenser

Vibrasjonsfrekvenser refererer til antallet svingninger per sekund som et objekt eller et system avgir når det vibrerer. Enheten er hertz (Hz). I mekaniske og strukturelle sammenhenger beskriver vibrasjonsfrekvenser hvordan og hvor raskt ulike komponenter svinger, og hvor energien fordeles mellom ulike bevegelsesmåter.

Et system har naturlige egenfrekvenser; den laveste, eller grunnleggende egenfrekvensen, kalles ofte f_n. Når et påført system driver med en frekvens som er nær egenfrekvensen, kan resonans oppstå og amplitude øke betydelig. Demping reduserer ofte denne effekten.

Måling og analyse: for å identifisere vibrasjonsfrekvenser benyttes sensorer som akselerometre eller vibrometre koblet til datafangstutstyr. Frekvensinnholdet i signalet bestemmes ofte ved hjelp av en Fourier-analyse (FFT). Modal analyse kan brukes til å bestemme flere egenfrekvenser og tilhørende deformasjoner.

Bruksområder: frekvensanalyse er sentral i design og testing av maskiner og bygg for å sikre pålitelig drift, redusere støy og unngå skader forårsaket av resonans. Den brukes også i vibroakustikk, maskindiagnostikk og feltanalyser av jordskjelv og bygningsvibrasjoner.

Eksempel: for en enkel masse-fjær har den naturlige frekvensen f_n = (1/2π) sqrt(k/m), der k er fjærstivhet og m massen. Ved demping: f_d ≈ f_n for liten demping; høyere demping reduserer amplitude og endrer frekvensen noe.

Seismiske vibrasjoner og bygg: naturlige frekvenser av bygninger bestemmes av geometri og materiale; konstruksjon må tilpasses for å unngå samtidig påkjenning ved typiske jordskjelvfrekvenser.