Vibraciones con y sin amortiguamiento

VIBRACIONES CON AMORITGUAMIENTO

En nuestra vida cotidiana hemos sido testigos de diferentes momentos en los que experimentamos alguna vibración, cuando nos marcan a nuestro teléfono y este comienza a vibrar, cuando un tráiler pasa por la carretera y todo el alrededor comienza a vibrar, en cualquier máquina hay momentos en los que llega a vibrar. como podemos observar en cada fenómeno mencionado tiene la peculiaridad de que los objetos afectados por la vibración se mueven repetitivamente. Podemos definir una vibración (en máquina) como el movimiento repetitivo de un lado al otro de una máquina respecto a un punto de referencia (fijo). En máquinas es normal que estas vibraciones sean disminuidas hasta desaparecer con ayuda de amortiguadores. Estos tendrán un diferente efecto al detener cada vibración. Pero no siempre la vibración será disminuida con amortiguadores colocado estratégicamente, en ocasiones las fuerzas de rozamiento serán más que suficientes. Las fuerzas de rozamiento más comunes basándonos en el libro “Ingeniería mecánica Dinámica” de William F. Rilay y Leyor D. Sturges “El rozamiento fluido (también llamado fuerza de amortiguamiento viscoso) que aparece cuando los cuerpos se mueven a través de fluidos viscosos; el rozamiento seco (también llamado el rozamiento de coulumb) que aparece cuando un cuerpo se desliza sobre una superficie seca y el rozamiento interno, que aparece cuando se deforma un cuerpo sólido”.

Como se mencionó anteriormente los amortiguadores disminuirán la vibración de diferente manera, esto va a depender del comportamiento del amortiguador hacia el sistema[pic 1]

Tomando un sistema masa resorte como el que tenemos en la figura 1.0 vemos su ecuación y las diferentes formas de comportamiento de un amortiguador, esto dependerá del sistema y el tamaño del amortiguador. Para el caso sobre- amortiguado nos dan están esta igualación  donde “b” es el amortiguador y “Cc” es el comportamiento del sistema, pero eso ¿físicamente que nos dice? o ¿por qué esa igualación significa sobre amortiguado? Bueno analizando el comportamiento en la gráfica (figura 1.0) podemos ver que no hay oscilación, como va incrementando el tiempo, el movimiento tiende a 0 y no será vibratorio por lo tanto el efecto del amortiguador será mayor al comportamiento del sistema, este no va a permitir las vibraciones.  El críticamente amortiguado tenemos la siguiente igualación,  donde “b” es el amortiguador y “Cc” es el comportamiento del sistema, en la gráfica (figura 1.0) vemos que en menos tiempo esta llega a 0 y el movimiento no es oscilatorio, el efecto del amortiguado es igual al comportamiento del sistema, podemos decir que el críticamente amortiguado es la menor cantidad de amortiguamiento para que no oscile el sistema. Pero si vemos este comportamiento a la larga puede causar efectos dañinos en nuestro sistema ya que a como quiera empezar a vibrar el amortiguador la detendrá casi instantáneamente, será el choque brusco de dos movimientos ese defecto yo le veo a este caso. Por último tenemos el subamortiguado con la igualación  donde “b” es el amortiguador y “Cc” es el comportamiento del sistema, analizando la gráfica (figura 1.0) en este si hay oscilación porque el comportamiento del sistema es mayor al efecto del amortiguador.[pic 2][pic 3][pic 4]

Analizando a cada caso podemos ver ventajas y desventajas en los 3 pero en el crítico y el subamortiguado presentan más desventajas, sería ideal buscar el comportamiento sobreamortiguado con regularidad, lo siento más amigable para cualquier sistema.

VIBRACIONES FORZADAS

Cada que es aplicado una fuerza externa a un movimiento este va a resultar alterado ya que al movimiento inicial se le suma el externo que lo alterará. Por ejemplo, en un rio con caudal y velocidad constante lo vemos como un flujo laminar hasta que de repente una cascada altera el movimiento del agua, entonces ciertas características cambiarán en el punto de contacto de la cascada con el rio. Una vibración forzada es el mismo caso un cuerpo comienza a vibrar, pero ese cuerpo vibrando está sobre una tabla con arena entonces la tabla también empieza a vibrar por ende la arena también, ahí la tabla es afectada por esas 2 vibraciones una la natural la característica de la tabla y la de vibrador original (el cuerpo vibrando).

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