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Vibraciones Mecánicas




Enviado por Isaac Solis Rebollar



Partes: 1, 2, 3

  1. Introducción al estudio de las
    vibraciones mecánicas
  2. Análisis dinámico del
    sólido rígido, fuerzas y
    aceleración
  3. Movimiento plano de un sólido
    rígido: impulso y cantidad de
    movimiento
  4. Vibraciones mecánicas
  5. Balanceo dinámico
  6. Control de vibración
  7. Bibliografía

Introducción
al estudio de las vibraciones mecánicas

La razón principal para analizar y diagnosticar
el estado de una maquina es determinar las medidas necesarias
para corregir la condición de vibración – reducir
el nivel de las fuerzas vibratorias no deseadas y no necesarias.
De manera que, al estudiar los datos, el interés principal
deberá ser la identificación de las amplitudes
predominantes de la vibración, la determinación de
las causas, y la corrección del problema que ellas
representan.

El siguiente material muestra los diferentes causas de
vibración y sus consecuencias, lo cual nos ayudara
enormemente para interpretar los datos que podamos obtener ,
determinado así el tipo de vibración que se
presenta y buscar así la debida corrección de las
mismas.

Teoría general de vibraciones

 El análisis de vibraciones es un tema muy
amplio al cual se han dedicado estudios completos, esta
introducción expone de forma resumida algunos aspectos
teóricos de las vibraciones de los sistemas
elásticos, que ayudarán a comprender los
métodos de cálculo de la acción de los
sismos sobre las estructuras basados en sus efectos
dinámicos.

 El estudio de las vibraciones se refiere a los
movimientos de los cuerpos y a las fuerzas asociadas con ellos.
Todos los cuerpos que poseen masa y elasticidad, son capaces de
vibrar. Una vibración mecánica es el movimiento de
una partícula o cuerpo que oscila alrededor de una
posición de equilibrio. La mayoría de las
máquinas y estructuras experimentan vibraciones hasta
cierto grado por lo que su diseño requiere la
consideración de este efecto dinámico debido a que
ocasiona un aumento en los esfuerzos y tensiones.

 Una vibración se produce cuando el sistema
en cuestión es desplazado desde una posición de
equilibrio estable, el sistema tiende a retornar a dicha
posición, bajo la acción de fuerzas de
restitución elástica o gravitacional,
moviéndose de un lado a otro hasta alcanzar su
posición de equilibrio. El intervalo de tiempo necesario
para que el sistema efectúe un ciclo completo de
movimiento se llama periodo de vibración, el
número de ciclos por unidad de tiempo define la
frecuencia y el desplazamiento máximo del sistema
desde su posición de equilibrio se denomina amplitud
de vibración
.

 Los sistemas oscilatorios pueden clasificarse como
lineales o no lineales. Para los sistemas lineales rige el
principio de superposición y las técnicas
matemáticas para su tratamiento están bien
desarrolladas (Ley de Hooke). Por el contrario las
técnicas para el análisis de sistemas no lineales
son más complicadas y no muy conocidas.

 Existen dos clases de vibraciones, las libres y
las forzadas. Cualquier sistema elástico puede tener una
vibración libre a consecuencia de un impulso
inicial, donde el movimiento es mantenido únicamente por
las fuerzas de restitución inherentes al mismo. El sistema
bajo vibración libre vibrará en una o más de
sus frecuencias naturales, dependientes de la distribución
de su masa y rigidez.

 Cuando al sistema se le aplica fuerzas
perturbadoras externas, el movimiento resultante es una
vibración forzada. Cuando la excitación es
oscilatoria, ya sea periódica o no, como la de un sismo,
el sistema es obligado a vibrar a la frecuencia de
excitación, si ésta coincide con una de las
frecuencias naturales del sistema se produce resonancia,
en este estado tienen lugar oscilaciones peligrosamente grandes;
así la falla por resonancia de estructuras como puentes o
edificios es una dramática posibilidad que debe tenerse
muy en cuenta. Por este motivo el cálculo de las
frecuencias naturales de vibración es de gran importancia
en el diseño sísmico de estructuras.

1.1.- VIBRACIONES MECÁNICAS DEFINICIONES,
CLASIFICACIONES.

El estudio de las vibraciones mecánicas
también llamado, mecánica de las vibraciones, es
una rama de la mecánica, o más generalmente de la
ciencia, estudia los movimientos oscilatorios de los cuerpos o
sistemas y de las fuerzas asociadas con ella.

Vibración: es el movimiento de vaivén que
ejercen las partículas de un cuerpo debido a una
excitación.

Existe una relación entre el estudio de las
vibraciones mecánicas del sonido, si un cuerpo sonoro
vibra el sonido escuchado está estrechamente relacionado
con la vibración mecánica, por ejemplo una cuerda
de guitarra vibra produciendo el tono correspondiente al # de
ciclos por segundo de vibración.

Para que un cuerpo o sistema pueda vibrar debe poseer
características potenciales y cinéticas.
Nótese que se habla de cuerpo y sistema si un cuerpo no
tiene la capacidad de vibrar se puede unir a otro y formar un
sistema que vibre; por ejemplo, una masa y resorte donde la masa
posee características energéticas cinéticas,
y el resorte, características energéticas
potenciales.

Otro ejemplo de un sistema vibratorio es una masa y una
cuerda empotrada de un extremo donde la masa nuevamente forma la
parte cinética y el cambio de posición la parte
potencial.

Partes: 1, 2, 3

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