Control de las frecuencias naturales

Control de las frecuencias naturales
Sabemos que cuando la frecuencia de excitación coincide con una de las frecuencias
naturales del sistema, tiene lugar un fenómeno de resonancia. Lacaracterística más
importante de la resonancia es que da lugar a grandes desplazamientos, al amplificar de
manera importante las vibraciones del sistema. En la mayor parte de los sistemas
mecánicos, lapresencia de grandes desplazamientos es un fenómeno indeseable ya que
provoca la aparición de tensiones y deformaciones igualmente grandes que pueden
ocasionar el fallo del sistema.
En consecuencia, lascondiciones de resonancia deben de tratar de ser evitadas en el
diseño y construcción de cualquier sistema mecánico. No obstante, en la mayor parte de
los casos, las frecuencias de excitación nopueden controlarse al venir impuestas por los
requerimientos de carácter funcional del sistema (por ejemplo, velocidades de giro). En tal
caso, el objetivo será el control de las frecuencias naturalesdel sistema para evitar la
presencia de resonancias.
Tal y como se deduce de la definición vista para un sistema de un grado de libertad (1 gdl),
la frecuencia natural de un sistema ω= k m puedecambiarse variando tanto la
masa (m) como la rigidez (k) del mismo. Aunque la definición se haya establecido para
un sistema de 1 gdl, la conclusión obtenida es, en general, igualmente aplicable asistemas
de N grados de libertad. En muchas situaciones en la práctica, sin embargo, la masa no
resulta fácil de cambiar, ya que su valor suele venir determinado por los requerimientos
funcionales delsistema (por ejemplo, la masa del volante de inercia de un eje viene
determinada por el valor de la energía que se quiere almacenar en un ciclo). Por ello, la
rigidez del sistema es el parámetro quese modifica de forma más habitual a la hora de
alterar las frecuencias naturales de un sistema mecánico. Así, por ejemplo, la rigidez de un
rotor puede modificarse cambiando el número y...