vibracion sin amortiguamiento
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VIBRACIÓN SIN AMORTIGUAMIENTO
EQUIPO 6
INTRODUCCIÓN
Una VIBRACION es el movimiento de una partícula o cuerpo que oscila alrededor de una posición de equilibrio. La mayoría de las vibraciones en maquinas y estructuras son indeseables debido al aumento de los esfuerzos y a las perdidas de energía que las acompañan. .
VIBRACION LIBRE: cuando el movimiento se mantiene únicamente por medio de fuerzas restauradoras.
VIBRACION FORZADA: cuando se aplica una fuerza periódica al sistema.
VIBRACION NO AMORTIGUADA: cuando es posible ignorar los efectos de la fricción.
VIBRACIONES SIN AMORTIGUAMIENTO
Considere un cuerpo de masa m unido a un resorte de constante k . Cuando la particula esta en equilibrio estatico, las fuerzas que actúan sobre ella son su peso W y la fuerza T ejercida por el resorte, de magnitud donde denota la elongación del resorte. Por lo tanto, se tiene:
Para analizar la vibración, se considera la particula en una posición P en algún tiempo arbitrario t (figura 19.1b). Denotado por x el desplazamiento OP medido desde la posición de equilibrio O (positiva hacia abajo), se nota que las fuerzas que actúan sobre la particula son su peso W y la fuerza T ejercida por el resorte que, en esta posición, se encuentra que la magnitud de la resultante F de las dos fuerzas es:
Se advierte que F esta dirigida siempre hacia la posición de equilibrio O. sustituyendo F en la ecuación fundamental F= ma y recordando que a es la segunda derivada de x con respecto a t, se escribe:
El coeficiente de t en la expresión obtenida se conoce como la frecuencia circular natural expresada en rad/seg y se denota por:
Solucion general de la ecuación diferencial:
Expresion pa el desplazamiento,la velocidad y la aceleración de P:
La curva desplazamiento-tiempo se representa por medio de una curva senoidal; el valor máximo del desplazamiento se denomina la amplitud de la vibración,
La frecuencia es expresada en ciclos/seg. Esta razón de unidades se llama Hertz (Hz), donde 1Hz = 1 ciclo/s = 2 rad/s
Los valores máximos de las magnitudes de la velocidad y la aceleración se calculan con las siguientes formulas:
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