VIBRAÇÕES - 1 GDL Sem Amortecimento Com Força Externa

04-Vibrações forçadas em um sistema com 1 grau de liberdade

sem amortecimento

Prof. Jorge Formiga

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Objetivos:

-Identificar os diversos tipos de vibração forçadas;

-Equacionar um sistema massa-mola com força externa sem amortecimento;

-Resolver exercícios aplicados

Introdução

Imagine a seguinte situação prática e bastante comum em um ambiente industrial: Você trabalha em uma empresa que recebeu um compressor alternativo de grande dimensão e precisa instalá-lo. Para isto deve especificar uma fundação composta por absorvedores com determinada rigidez e amortecimento para reduzir a vibração da máquina. Caso isto não seja bem feito é possível que a vida útil da máquina seja reduzida devido a vibração excessiva. Como proceder isto? Até o final deste capítulo, o estudante terá uma idéia de como realizar este projeto. Na situação hipotética descrita acima, e em muitas outras, as máquinas e sistemas estruturais vibram devido não somente às condições iniciais e na frequência natural (amortecida ou não) e sim em função também de forças de excitação externa F(t), que podem ser de diferentes tipos. Inicialmente iremos considerar apenas o caso em que a excitação é do tipo harmônica. Também são introduzidos alguns conceitos básicos de análise espectral e formas de se estimar as funções de resposta ao impulso (IRF) e função de resposta em freqüência (FRF). A abordagem de solução das equações do movimento para sistemas com 1 grau de liberdade (livre ou forçado) por métodos numéricos.

Diz-se que um sistema mecânico ou estrutural sofre vibração forçada sempre que energia externa é fornecida ao sistema durante vibração.

energia externa

Força aplicada

Excitação de

deslocamento

Introdução

4

5

De acordo com a força que age no sistema mecânico

as respostas de vibração podem ter característica

diferentes. Tais como:

Força harmônica: quando uma amplitude de

oscilação é aplicada harmonicamente; ex: rotores

desbalanceados.

Força periódica: quando a excitação externa se

repete após um período não de forma exatamente

igual.

2 4 6 8 10

10

5

5

10

6

Força transitória: quando a excitação externa é caracterizada pela liberação de energia muito grande em um curto intervalo