Vibraciones Mecanicas

Partes elementales de un sistema de vibración.

Las partes elementales de cualquier sistema vibratorio son resortes, masas y amortiguadores.

Resorte: medio para almacenar energía potencial.

Masa: medio para almacenar energía cinética.

Amortiguador: medio de disipación de energía.

Sin embargo las maquinas son mucho más complejas que una simple masa conectada a un resorte, cuando se aplica una fuerza no se mueven como un todo. Por ejemplo, los sistemas mecánicos no son infinitamente rígidos, poseen varios grados de flexibilidad a diferentes frecuencias, la respuesta de una maquina depende de la naturaleza de la fuerza y las características dinámicas de la estructura mecánica. Existen técnicas para producir como una estructura responderá a una fuerza determinada, conociendo su comportamiento, pueden proponerse cambios en el sistema. Los sistemas mecánicos se pueden clasificar como sistemas amortiguadores o no amortiguadores y a su vez, el amortiguamiento puede ser viscoso o estructural.

Partes elementales de sistemas vibratorios. Por lo común, un sistema vibratorio incluye un medio para almacenar energía potencial (resorte o elasticidad), un medio para conservar energía cinética (masa o inercia) y un medio por el cual la energía se pierde gradualmente (amortiguador). La vibración de un sistema implica la transformación de su energía potencial en energía cinética y de ésta en energía potencial, de manera alterna. Si el sistema se amortigua, una parte de su energía se disipa en cada ciclo de vibración y se le debe reemplazar por una fuente externa para que se mantenga un estado de vibración estable.

CLASIFICACIÓN DE LAS VIBRACIONES MECÁNICAS

Las vibraciones mecánicas pueden clasificarse desde diferentes puntos de vistas dependiendo de: a) la excitación, b) la disipación de energía, c) la linealidad de los elementos y d) de las características de la señal.

a)

Una Vibración libre es cuando un sistema vibra debido a una excitación del tipo instantánea, mientras que la vibración forzada se debe a una excitación del tipo permanente. Esta importante clasificación nos dice que un sistema vibra libremente si solo existen condiciones iniciales del movimiento, ya sea que suministremos la energía por medio de un impulso ( energía cinética) o debido a que posee energía potencial, por ejemplo deformación inicial de un resorte.

b)

El amortiguamiento es un sinónimo de la perdida de energía de sistemas vibratorios y se manifiesta con la disminución del desplazamiento de vibración. Este hecho puede aparecer como parte del comportamiento interno de un material por ejemplo la fricción, o bien, o como un elemento físico llamado precisamente amortiguador. Por lo tanto, la vibración amortiguada es aquella en la que la frecuencia de oscilación de un sistema se ve afectada por la disipación de la energía, pero cuando la disipación de energía no afecta considerablemente a la frecuencia de oscilación entonces la vibración es del tipo no amortiguada.

c)

Si el comportamiento de cada uno de los parámetros de los componentes básicos de un sistema es del tipo lineal la vibración resultante es lineal, en caso contrario será del tipo no lineal. En la realidad todo elemento se comporta como un elemento no lineal pero si bajo ciertas condiciones se puede considerar como un elemento lineal, entonces el análisis se facilita considerablemente. Por ejemplo, un resorte helicoidal en donde según la ley de Hooke el comportamiento fuerza-deformación es lineal (Figura 1.5) aunque en la realidad los resortes helicoidales tienen un comportamiento no lineal pero este que puede ser aproximado a

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