Eigenfrequentie
Laatst bijgewerkt: 05-05-2025
Definitie
De eigenfrequentie van een constructie is de frequentie waarmee een systeem van nature trilt wanneer het uit evenwicht wordt gebracht en vrij mag bewegen.
Omschrijving
Elke constructie heeft één of meerdere eigenfrequenties. Dit zijn de frequenties waarbij een constructie gemakkelijk in trilling komt. De eigenfrequentie hangt onder andere af van de massa, stijfheid en geometrie van de constructie. Bij het ontwerp van constructies is het belangrijk rekening te houden met de eigenfrequentie om resonantie te voorkomen. Resonantie treedt op wanneer de frequentie van een externe belasting, zoals wind of verkeer, overeenkomt met een eigenfrequentie van de constructie. Dit kan leiden tot een sterke toename van de trillingsamplitude en potentieel schade veroorzaken.
Resonantie
Resonantie is het verschijnsel waarbij een constructie sterk meetrilt doordat de frequentie van een externe belasting gelijk is aan een eigenfrequentie van de constructie. Dit kan leiden tot aanzienlijke versterking van trillingen en mogelijke schade of instorting van de constructie. Voorbeelden hiervan zijn de instorting van de Tacoma Narrows Bridge door wind of het meetrillen van een brug met het ritme van marcherende soldaten.
Factoren die eigenfrequentie beïnvloeden
De eigenfrequentie van een constructie wordt beïnvloed door de massa, stijfheid en demping van het systeem. Een grotere massa verlaagt de eigenfrequentie, terwijl een hogere stijfheid deze verhoogt. Demping helpt om trillingen te reduceren en de effecten van resonantie te beperken.
Toepassing in de bouw
Bij het ontwerpen van gebouwen, bruggen en andere constructies voeren ingenieurs vaak eigenfrequentieanalyses uit. Dit helpt om de natuurlijke trillingsmodi te begrijpen en de dynamische respons op belastingen zoals wind en seismische activiteit te voorspellen. Het vermijden van resonantie is cruciaal voor de veiligheid en het comfort van gebruikers.
Gebruikte bronnen: