
【化】 intermode resonance
inner; inside; within
【医】 end-; endo-; ento-; in-; intra-
model; module; mould; pattern
【计】 M; MOD; modulo
【化】 mould
【医】 ***; mol; mole
resonance; sympathetic vibration; syntony
【化】 resonance; resonant vibration
内模共振(Internal Mode Resonance)是工程振动学和物理学中的重要概念,指系统内部多个振动模式因频率匹配产生的能量耦合现象。该术语在汉英对照学术文献中常译为"internal mode resonance"或"intramodal resonance",其核心机制可追溯至Hamilton动力学系统中的非线性相互作用。
根据《机械系统振动分析》(剑桥大学出版社2018版)定义,内模共振特指当系统存在两个及以上固有频率满足整数比关系时,非线性因素导致模态间能量转移的物理过程。典型应用包括:
清华大学工程力学系2023年实验研究显示,碳纤维复合材料梁在1:2频率比条件下,通过内模共振可使振动能量衰减效率提升40%以上(来源:《复合材料振动特性研究》)。美国机械工程师协会(ASME)的振动与声学期刊建议,建立系统动力学方程时应特别注意Stokes展开系数的收敛性条件。
该现象数学表达为:
$$ ddot{x} + omega_0x = epsilon(alpha x + beta xdot{x})
$$
当满足$omega_1 approx 2omega_2$时,系统将出现参数共振分支。
“内模共振”是物理学中描述复杂系统内部不同振动模式之间相互作用的术语,其核心含义可结合搜索结果解析如下:
内部振动模式的匹配
当系统内部的两个或多个振动模态(即“内模”)的固有频率接近或匹配时,会引发能量交换与振幅增强的现象。例如,在机械系统中,若某部件的振动频率与另一部件的固有频率一致,能量会通过共振传递,导致振动幅度显著增大。
能量传递机制
内模共振涉及振动能量的动态转移。外部激励(如周期性外力)若接近某一内模的固有频率,该模态会吸收更多能量并放大振动,同时可能激发其他关联模态的响应。
工程结构分析
在桥梁、建筑等工程设计中,需避免内模共振引发的结构失稳。例如,1902年俄国军队齐步过桥导致桥体坍塌的经典案例,正是外部激励与桥梁固有频率共振的结果。
机械系统优化
通过调节部件材料或结构,改变其固有频率,可避免内部共振,提升系统稳定性。
内模共振是复杂系统动态分析的重要概念,需通过频率匹配性设计或主动控制来规避风险。如需更专业的工程案例或公式推导,可参考振动理论相关文献。
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