VIBRACIONES LIBRES AMORTIGUADAS

I. VIBRACIONES MECANICAS

1.1. INTRODUCCIÓN

Una vibración es el movimiento de una partícula o cuerpo que oscila alrededor de una posición en equilibrio.

En la mayoría de las máquinas y de las estructuras las vibraciones son indeseables porque aumentan los esfuerzos mecánicos y las pérdidas de energía que los acompañan. Por consiguiente, es necesario eliminarlas o reducirlas en el mayor grado posible mediante un diseño apropiado. El análisis de vibraciones se ha vuelto cada vez más importante en los últimos años, debido a la tendencia actual de producir máquinas de más altas velocidades y de estructuras más ligeras. Es razonable esperar que en el futuro continúe esta tendencia y que se incremente el análisis de las vibraciones.

Generalmente una vibración mecánica se produce cuando un sistema se desplaza de su posición de equilibrio estable .El sistema tiende a retornar a su posición bajo la acción de fuerzas restauradoras (ya sea fuerzas elásticas, como en el caso de una masa unida a un resorte, o fuerzas gravitacionales, como en el caso de un péndulo).Pero el sistema por lo general alcanza su posición original con cierta velocidad adquirida que lo lleva más allá de esa posición. Puesto que el proceso pueda repetirse de manera indefinida, el sistema se mantiene moviéndose de un lado a otro de su posición de equilibrio.

El intervalo de tiempo para que el sistema realice un ciclo de movimiento completo recibe el nombre de periodo de la vibración .El número de ciclos por unidad de tiempo define la frecuencia y el desplazamiento máximo del sistema a partir de su posición de equilibrio se conoce como amplitud de la vibración.

Cuando el movimiento se debe únicamente a las fuerzas restauradoras, se dice que la fricción es una vibración libre .Cuando se aplica una fuerza periódica al sistema, el movimiento resultante se describe como una vibración forzada.

Cuando es posible ignorar los efectos de la fricción se afirma que las vibraciones son no amortiguadas .Sin embargo, todas las vibraciones son en realidad amortiguadas hasta cierto grado. Si una vibración libre es ligeramente amortiguada, su amplitud disminuirá lentamente hasta que después de cierto tiempo cese el movimiento.

Pero el amortiguamiento puede ser tan grande que impide cualquier vibración verdadera; entonces el sistema regresa lentamente a su posición inicial. Se mantiene una vibración forzada amortiguada mientras que se aplica la fuerza que produce la vibración. Sin embargo, la amplitud de la vibración es afectada por la magnitud de las fuerzas amortiguadoras.

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