การสั่นสะเทือนคืออะไร?

“ปรากฏการณ์ที่ขนาดของปริมาณหนึ่งเพิ่มขึ้นหรือลดลงจากค่าอ้างอิงในช่วงเวลาหนึ่ง” (ตามคำจำกัดความในพจนานุกรมอุตสาหกรรมอะคูสติกที่ตีพิมพ์โดยสมาคมอะคูสติกแห่งประเทศญี่ปุ่น)

 

การเปลี่ยนแปลงซึ่งขนาดของปริมาณที่เกี่ยวข้องกับระบบพิกัดที่แน่นอนสลับไปมาระหว่างสถานะที่มากกว่าและน้อยกว่าค่าเฉลี่ยหรือค่าอ้างอิง (ตามที่กำหนดโดย JIS B 0153 "คำศัพท์ที่ใช้ในการสั่นสะเทือนและแรงกระแทกทางกล")

 

ความสั่นสะเทือนที่เราสัมผัสได้ในชีวิตประจำวันมีตั้งแต่การแกว่งเบาๆ ตลอดเวลา เช่น ลูกตุ้มนาฬิกา ไปจนถึงความสั่นสะเทือนแบบซับซ้อนไม่สม่ำเสมอที่รู้สึกได้ขณะนั่งรถไฟ ซึ่งอาจรวมถึงการสั่นสะเทือนเป็นระยะๆ ที่เกิดจากข้อต่อรางด้วย

แหล่งที่มาของแรงสั่นสะเทือนเหล่านี้มีหลากหลาย ตั้งแต่แรงสั่นสะเทือนที่ก่อให้เกิดแรงกระแทก เช่น เบรกเกอร์ที่ใช้ในการก่อสร้างถนน ไปจนถึงแรงสั่นสะเทือนที่เกิดจากภาระที่ไม่สมดุลในระหว่างรอบการปั่นหมาดของเครื่องซักผ้า และกระทั่งแรงสั่นสะเทือนที่เกิดจากแรงเฉื่อยของมวลที่เคลื่อนที่ไปมาในคอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบ

 

รายการสินค้าที่เกี่ยวข้อง

 

ความถี่ f (เฮิรตซ์)

คาบ (T) คือเวลาที่ใช้สำหรับหนึ่งรอบเต็มจากจุดสูงสุดถึงจุดสูงสุด วัดเป็นวินาที (S) ส่วนกลับของคาบ (T) ซึ่งกำหนดเป็น f = 1/T เรียกว่าความถี่ วัดเป็นเฮิรตซ์ (Hz) แอมพลิจูด (A) คือค่าจากเส้นฐานไปยังค่าสูงสุด

 

 

 

 

 

 

 

รายการสินค้าที่เกี่ยวข้อง

 

ความถี่ธรรมชาติ

ความถี่ธรรมชาติหมายถึงความถี่ที่ระบบ (วัตถุ) สั่นสะเทือนได้ง่ายที่สุด เมื่อระบบอยู่ภายใต้ความถี่ภายนอกที่เท่ากับความถี่ธรรมชาติ การสั่นสะเทือนจะขยายขึ้น ส่งผลให้เกิดการสั่นอย่างมีนัยสำคัญ ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า การสั่นพ้อง และความถี่ที่เกี่ยวข้องเรียกว่า ความถี่การสั่นพ้อง

 

 

ในตัวอย่างของสปริงและมวล ความถี่ธรรมชาติถูกกำหนดโดยปัจจัยสองประการ: ขนาดมวลและความแข็งของสปริง
เมื่อมวลลดลงหรือความแข็งเพิ่มขึ้น ความถี่ธรรมชาติจะเพิ่มขึ้น ในทางกลับกัน เมื่อมวลเพิ่มขึ้นหรือความแข็งลดลง ความถี่ธรรมชาติจะลดลง

 

รายการสินค้าที่เกี่ยวข้อง

 

เดซิเบล [dB]

โดยทั่วไปในการแสดงอัตราส่วนของปริมาณทางกายภาพ จะใช้หน่วย [dB] (เดซิเบล)
โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อต้องจัดการกับค่าที่มากกว่าหรือเท่ากับค่าอ้างอิงหลายพันล้านเท่า การใช้หน่วยลอการิทึม [dB] แทนการใช้หน่วยโดยตรงทำให้การคำนวณง่ายขึ้น และได้รับการพิสูจน์แล้วว่าสอดคล้องกับการรับรู้ของมนุษย์มากกว่า

 

สูตรของหน่วย [dB]

 

ความสัมพันธ์ระหว่าง [dB] และค่า (หลายค่า) สรุปไว้ในตารางด้านล่างนี้

เดซิเบล [dB]	ค่า (หลายค่า) A1/A0
-60	0.001
-40	0.01
-20	0.1
-10	0.3
-6	0.5
-3	0.7
0	1
3	1.4
6	2
10	3.2
20	10
40	100
60	1000

 

ระดับความดันเสียงจะขึ้นอยู่กับค่าความดันเสียงขั้นต่ำที่ได้ยิน ซึ่งคือ 2×10 −5 Pa

 

รายการสินค้าที่เกี่ยวข้อง

 

วิธีการอ่านกราฟการส่งผ่านการสั่นสะเทือน

ลักษณะสำคัญประการหนึ่งของวัสดุที่ลดการสั่นสะเทือนคือความสามารถในการถ่ายทอดการสั่นสะเทือน ในการแสดงภาพกราฟิก แกนแนวนอนมักแสดงถึงความถี่ [Hz] ในขณะที่แกนแนวตั้งแสดงถึงการขยายการตอบสนอง [dB] ความถี่ที่สอดคล้องกับค่าพีคของกราฟเรียกว่าความถี่เรโซแนนซ์ (f₀) และการขยายการตอบสนองที่พีคนี้เรียกว่าการขยายเรโซแนนซ์

 

เมื่อความถี่เพิ่มขึ้น การขยายการตอบสนองจะลดลง เมื่อความถี่ถึง √2 เท่าของความถี่เรโซแนนซ์ (f₀) การขยายการตอบสนองจะกลายเป็น 0 dB (เทียบเท่ากับ 1x)
บริเวณเหนือจุดตัดศูนย์เรียกว่าบริเวณแยกการสั่นสะเทือน ซึ่งการสั่นสะเทือนจะได้รับการลดทอนอย่างมีประสิทธิภาพ ในทางตรงกันข้าม บริเวณที่ต่ำกว่าจุดตัดศูนย์เรียกว่าบริเวณเรโซแนนซ์ ซึ่งการสั่นสะเทือนจะได้รับการขยาย
ลักษณะเฉพาะเหล่านี้อาจเปลี่ยนแปลงได้ตามปัจจัยต่างๆ เช่น โหลดและอุณหภูมิ ดังนั้นจึงควรพิจารณาอย่างรอบคอบในการใช้งานจริง

 

 

รายการสินค้าที่เกี่ยวข้อง

 

ภาพรวมของเทคนิคการลดการสั่นสะเทือน แรงกระแทก และเสียงรบกวน

 

บัฟเฟอร์		วิธีการลดแรงกระแทกโดยใช้จังหวะที่กำหนด: 1) ติดวัสดุกันกระแทกเข้ากับวัตถุเป้าหมาย 2) เพิ่มความหนาของวัสดุกันกระแทก 3) ปรับวัสดุกันกระแทกให้มีความแข็งและพื้นที่รองรับที่เหมาะสม
ระบบลดแรงสั่นสะเทือน (Vibration Isolation)		วิธีการลดและป้องกันการสั่นสะเทือนที่ส่งมาจากแหล่งกำเนิดการสั่นสะเทือนไปยังวัตถุเป้าหมาย: 1) ใส่สารลดการสั่นสะเทือน/วัสดุแยกการสั่นสะเทือนระหว่างแหล่งกำเนิดการสั่นสะเทือนและวัตถุเป้าหมาย 2) ใช้สารลดการสั่นสะเทือน/วัสดุแยกที่มีค่า "คงที่ของสปริง" ต่ำกว่าที่มีค่าความถี่ธรรมชาติต่ำกว่าแหล่งกำเนิดการสั่นสะเทือน
การควบคุมการสั่นสะเทือน		วิธีการแปลงพลังงานการสั่นสะเทือนเป็นพลังงานความร้อนและลดการสั่นสะเทือน: 1) ติดวัสดุลดการสั่นสะเทือนกับวัตถุเป้าหมายหรือแหล่งกำเนิดการสั่นสะเทือน 2) ใช้วัสดุที่มี "ปัจจัยการสูญเสีย" สูงขึ้นซึ่งสามารถแปลงพลังงานการสั่นสะเทือนเป็นพลังงานความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ
ฉนวนกันเสียง		วิธีการปิดกั้นเสียงที่แพร่กระจายผ่านอากาศและลดการส่งผ่านพลังงานเสียง: 1) คลุมแหล่งกำเนิดเสียงด้วยวัสดุฉนวนกันเสียง 2) เพิ่มความหนาแน่นของวัสดุฉนวนกันเสียง 3) เพิ่มความหนาของวัสดุฉนวนกันเสียง
การดูดซับเสียง		วิธีการดูดซับเสียงที่แพร่กระจายผ่านอากาศ: 1) คลุมแหล่งกำเนิดเสียงด้วยวัสดุดูดซับเสียง 2) ใช้วัสดุดูดซับเสียงที่มีอัตราการดูดซับสูงสำหรับความถี่ที่มีปัญหา 3) เพิ่มความหนาของวัสดุดูดซับเสียง

 

รายการสินค้าที่เกี่ยวข้อง