孩子们总是很高兴参观游乐场。我儿子三岁时，秋千成了他的最爱之一。他总是想爬得越来越高。在那个年纪，他还不知道如何自己挥杆，需要有人推他才能继续。幸运的是，挥杆只需要一点努力就能得到明显的反应。通过这种方式，秋千可以教会我们很多关于动力学的知识，特别是共振。

共鸣的关键是，一点努力可能意味着一个重要的反应。了解共鸣是必不可少的，因为它可以制作或打破你的系统。那么共鸣是什么？

共振是对小扰动的响应

在机械系统中，较大的响应可能意味着较大的运动幅度。共振通常是一种固有的振动。所以这些大的响应在某种程度上是一个振荡，这意味着外部扰动也需要是一个振荡。

那么共振是如何工作的呢?只有当系统具有某种形式的惯性以及恢复效应时，才会发生共振。这意味着一个物理质量必须提供惯性。恢复效果是任何一种作用于使物体回到平衡位置的力。惯量和恢复力的特定组合产生固有频率。当机械系统在没有任何支配力的情况下运动时，就会出现这种固有频率。当外力，即使是很小的外力，以自然频率附近的速率起作用时，就会产生共振。

摇摆是一个完美的共鸣的例子

就我儿子在秋千上的情况来说，他提供了大部分的惯性。重力提供了恢复的效果，总是试图把秋千带回它的中心位置。现在所需要做的就是在适当的时候轻轻一推，再加上一点点的努力，过一会儿，他就会飞得很高(而且通常要求飞得更高)。

另一个共振的例子是船舶运动响应

通常，船的滚动响应可能是一个问题。所有船只都有一定量的惯性。根据船体的装载和形状，该船将在卷中具有一定的恢复效果。在这种情况下，谐振的问题是当海浪的频率与卷中船的自然频率排列时 - 这是当你得到滚动共振时。

这可能会造成广泛的滚动运动或较大的滚动加速度——导致人们晕船、摔倒、受伤或损坏船上的设备。例如，MCS Zoe在一场罕见的风暴中损失了350个集装箱，部分原因是滚动共振。在船舶的耐波性分析中，关注船舶的运动和这些运动的大小是一个重要的问题。

共振总是一个问题吗?

共振可能是好的和坏的。许多工程系统依赖于共振正常工作。但共振也可以拼写灾难。如果轻微的干扰会产生重大影响，将有无数的机会制作大型力量和动作，破坏性设备或造成伤害。

阻尼可以大大降低谐振响应。回到操场上的秋千;只有一点空气阻力使物体减速。这往往是一个很好的例子，说明多么小的努力可以带来巨大的响应。这种小小的努力，比如来自父母的帮助推动，需要有周期性，并在适当的时间应用。

回到海洋世界，在船舶运动中也有显著阻尼的例子。对许多船舶来说，波辐射相当大地抑制了纵摇运动。因此，共振并不总是船舶纵摇运动的大问题。无论如何，仔细理解系统何时以及如何达到共振是至关重要的。

你总能分辨出共振吗?

系统越复杂，弄清楚谐振如何工作以及是否存在问题是越困难的。在船舶海务分析中，它有助于拥有特定的软件工具，该工具采取船舶的所有细节，包括船体形状和惯性，建立系统如何移动 - 并且可能产生共鸣 - 在不同的海洋状况中。

总结

共振是小扰动引起大响应。在机械系统中，这是一种振动效应，所以如果没有惯性和恢复力就无法产生共振。在操场上，共鸣是一件好事，因为它可以帮助我的儿子不用付出很多努力就能保持快乐。但如果你不密切监控它，它可能会导致灾难和损坏设备。

下一个步骤

在其中一个例子中，我们涵盖了共振是如何出现在船舶运动中的危险条件。海人分析是有助于了解不同海州的船舶运动，以及谐振也是关注的问题。阅读更多关于什么海务分析在这里。

- Ryan Nicoll, DSA Ocean联合创始人和首席技术官