Ingeniero

FACULTAD DE ESTUDIOS SUPERIORES CUAUTITLÁN
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA

LABORATORIO DE TECNOLOGÍA DE MATERIALES

LECTURAS DE INGENIERÍA 17
VIBRACIONES
VIBRACIONES MECÁNICAS

M. en I. Felipe Díaz del Castillo Rodríguez.
CUAUTITLÁN IZCALLI 2011

ÍNDICE
Pag.

INTRODUCCIÓN ………………………….……… ……………………………………..1

CAPITULO 1
CONCEPTOS GENERALES
1.1. CONCEPTO DE VIBRACIÓN…………………………………………………..……..1
1.2 EL ORIGEN DE LAS VIBRACIONES

……………...……….……………..…3

1.3 IMPORTANCIA DE LAS VIBRACIONES MECÁNICAS

……………...……7

1.3.1 ¿Porque estudiar las vibraciones mecánicas? por el impacto y los efectos 12
1.4 LAS VIBRACIONES MECÁNICAS COMO CIENCIA APLICADA…… …….…..13
1.5. DEFINICIÓN DE VIBRACIÓN MECÁNICA …………………………… ….…..16
1.6. UNIDADES DEL MOVIMIENTO DE LAS VIBRACIONES ………… ….…….18
1.7. CLASIFICACIÓN DE LASVIBRACIONES MECÁNICAS …………… ….…….21
1.8. OTROS CONCEPTOS ………………………………………………..……………..26
1.9. MODELADO MATEMÁTICO …………………………………………..…………..27
1.10 GRADOS DE LIBERTAD, ECUACIÓN DE KUTZBACH MODIFICADA

….29

CAPÍTULO 2
ELEMENTOS DE SISTEMAS VIBRATORIOS
2.1 ELEMENTOS ELÁSTICOS ………………………...………………..………………35
2.1.1. Resortes helicoidales y a torsión……………………

...

………………..35

2.1.2. Elementosestructurales…………………………… …..…………………….39
2.1.3. Elementos elásticos equivalentes. ……………...…… …………………….41
2.1.3.1 Arreglos serie y paralelo

………………… …… ……..………….41

2.1.3.2 Algunas equivalencias elásticas torsional …………………..… …45
2.2 ELEMENTOS AMORTIGUADORES ……………………………………………….50
2.2.1. Elementos amortiguadores equivalentes. ……………...…………………….51

2.3 ELEMENTOS INERCIALES …………………………………………..…………..53
2.3.1. Inercia equivalente …………………………………………..………………..55
2.4. EJERCICIOS ……………………………………… …………………………………57

CAPÍTULO 3
VIBRACIÓN LIBRE DE SISTEMAS DE UN GRADO DE LIBERTAD ALREDEDOR
DEL PUNTO DE EQUILIBRIO
3.1. VIBRACIÓN LIBRE O AMORTIGUADA …………………………………………60
3.1.1. Determinación de la ecuación diferencial ……………………………..…… ………60
3.1.2. Modelo representativo y cálculo de la frecuencia natural…..…….………63
3.2 VIBRACIÓN LIBRE AMORTIGUADA

……………………………..………….67

3.3 MÉTODOS DE ANÁLISIS …………………………………………...……………….75

CAPÍTULO 4
BALANCEO
4.1. DESEQUILIBRIO …………………………………………………....……………….79
4.2. EQUILIBRADO ESTÁTICO ……………………………………..………..…….…..80
4.3. DESEQUILIBRIO Y EQUILIBRADO ………………………..………….…….….84
4.4. MAQUINAS DE EQUILIBRADO ESTÁTICO ……………...……………….…….88
4.5. MÁQUINAS DE EQUILIBRADO DINÁMICO……………...…………….……….89
4.5.1. Bastidor basculante ………………………………….……………………….89
4.5.2. Punto nodal …………………………………… ………………..………….92
4.5.3. Compensación mecánica ………………… ……………………….………93
4.6. BALANCEO “I N S I T U” …………………………… …………………….……….94
4.7. ROTORES RÍGIDOS Y FLEXIBLES ………………… …………………………..97
4.7.1. Rotores flexibles ………………………………… ………………………….97

BIBLIOGRAFÍA ………………………… ………………………………………………101INTRODUCCIÓN
El desarrollo de la Ciencia y Tecnología actuales implican la generación y aplicación del
conocimiento en muchas áreas y consecuentemente el estudiante de Ingeniería debe estar
al tanto de los mismos, sin embargo, debido a la actualización poco frecuente de los
programas y planes de estudio y por las limitaciones propias de semestres de apenas cuatro
meses de actividades académicas, esdifícil la actualización del estudiante en dichos
conocimientos, además, dejar trabajos de investigación no funciona de la manera deseada,
ya que en muchas ocasiones se descargan de Internet y se imprimen sin leerlos siquiera, de
ese modo, surge la idea de crear una serie de apuntes de temas básicos para el ingeniero
actual como son: el endurecimiento superficial del acero, las fundiciones dehierro, la
tribología y el desgaste, la superplasticidad, los avances en la industria siderúrgica,
superaleaciones, etc.
En este trabajo se habla de entre otros temas:

a) la historia e importancia de las

vibraciones mecánicas, b) el presente y futuro del estudio de

las vibraciones, c) la

clasificación de las...